cerna機制(ceRNA調控機制是怎樣的)

ceRNA全稱competing endogenouse RNA, 中文叫做競爭性內源RNA。和ncRNA等概念不同,ceRNA并不是代表某種特定類型的RNA,而是一種調控機制。

在ceRNA的概念中有兩個關鍵詞,競爭和內源,內源指的是這個調控機制本來在生物體內就存在,而競爭就是這個調控機制的核心。

miRNA可以和靶標mRNA結合,抑制其翻譯或者導致mRNA降解,從而實現轉錄后調控基因表達的功能。在miRNA和mRNA結合的機制中,有一個概念叫做MREs (microRNA response elements), 中文名叫做miRNA 應答元件,正是由于mRNA上存在相關的MREs, 所以才能夠和miRNA進行結合。

隨著轉錄組研究的不斷深入, 發現不僅在mRNA上存在MRE,在lncRNA,pseudogene, circRNA等其他類型的RNA上也存在MRE,這意味著同一個miRNA可以與多個,多種類型的RNA結合,結合相同miRNA的RNA分子之間就形成了競爭關系。

基于miRNA負調控靶標RNA分子的理論,科學家提出了ceRNA調控機制的模型,示意如下

在上圖中,RNA X和RNA Y通過結合相同的miRNA形成了ceRNA調控關系,在細胞穩態的情況下,X和Y結合的miRNA形成了一個平衡,當Y的表達量下調時, 其結合的miRNA變少了,導致更多的miRNA結合到X上,從而引起X的表達量也隨之降低;類似的,當Y的表達量提高時,更多的miRNA結合到Y上,導致結合到X上的miRNA變少了,負調控變弱的情況下X的表達量也隨之上升。

從上面的模型可以看出,ceRNA調控機制中有兩個關鍵點,首先兩個RNA分子能夠結合的miRNA必須有交集,只有這樣才形成了競爭關系,其次構成ceRNA調控關系的RNA分子其表達量是正相關關系。

ceRNA可以看做是一種平衡,當平衡被打破時,則會導致生命活動的紊亂,出現各種非正常形狀,引起疾病的發生等,尤其是在腫瘤等復雜疾病研究領域,ceRNA調控機制的研究也是一個熱點。

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