ceRNA 調控機制


ceRNA 不同於mRNA, lncRNA, ncRNA 等概念,其指的既不是某一種類型的RNA(比如mRNA, lncRNA), 也不是某一類的RNA(如ncRNA);

ceRNA 其實指的是不同種類的RNA之間的調控機制,英文名為 competing endogenous RNA , 翻譯成中文叫做 " 競爭性內源RNA ";

在這個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;

對於miRNA, 研究的都很成熟,其通過和mRNA的3'UTR 進行結合,抑制mRNA的翻譯或者導致mRNA降解,實現轉錄后的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,正是由於mRNA上存在相關的MREs, 所以才能夠和miRNA進行結合;

對於lncRNA, circRNA 等其他類型的RNA, 也存在MREs ,對於某些 假基因來說,其轉錄本由於和祖先基因的高同源性,也存在MREs, 這就導致在生物體內,對於同一個miRNA來說,mRNA, lncRNA, circRNA, pseudogene-mRNA 都會來結合這個miRNA, mRNA, lncRNA, circRNA 這三者之間就存在了一個競爭關系, 通過競爭性的結合miRNA, 形成了一個復雜的調控網絡,從而調控基因的表達;

 

那么ceRNA機制如何來調控基因的表達量呢?如下圖所示,RNA X 和 RNA Y 都有相同的MREs, 競爭性的結合同種類型的miRNA

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假設細胞內該miRNA 一共只有4個,在正常的表達情況下,RNA X 結合1個miRNA, RNA Y 結合2個miRNA,

當RNA Y表達量降低時,RNA X 結合3個miRNA,  RNA Y 結合1個miRNA;

當RNA Y表達量提高時,RNA X 結合1個miRNA,  RNA Y 結合3個miRNA;

由於miRNA對表達量起一個負調控作用,當RNA Y 表達量降低時,RNA X與更多的miRNA結合,導致RNA X的表達量也相應降低,當RNA Y 表達量提高時, 與RNA X 結合的miRNA 變少,RNA X的表達量也相應提高;

 

 

參考文獻: A ceRNA hypothesis: the Rosetta stone of a hidden RNA language ?

 


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