增強子來源的長鏈非編碼RNA(long non-coding enhancer RNAs; lnc-eRNAs)是一類由增強子轉錄、帶注釋的lncRNAs穩定轉錄本,它們可以作為癌癥中與增強子活性相關的治療靶標。廣泛的全基因組研究表明,lncRNAs在幾乎所有類型的癌癥中均失調。然而,這些lncRNAs是否作為lnc-eRNAs來調節癌癥的發生和發展仍是未知的。
順式作用(cis-acting)是增強子RNA的一般調節機制。在順式作用中,增強子RNA優先定位于其轉錄位點,并通過染色質重塑,調控蛋白募集等機制調節增強子活性,激活臨近基因表達。增強子RNA在染色質上的正確定位是其發揮順式作用的基礎,然而,對于增強子RNA在染色質定位的機制還不清楚。
近日,我校生命科學學院陳月琴教授團隊揭示了lnc-eRNA SEELA在惡性白血病通過順式作用激活臨近基因的機制。研究發現,惡性白血病中特異性上調表達的lnc-eRNA SEELA被轉錄激活后,“落地生根”,直接結合組蛋白H4表面的K31位氨基酸。SEELA繼而在轉錄增強子座位發揮雙重支架作用,促進增強子組蛋白修飾-修飾識別蛋白的結合,激活增強子活性,最終通過順式作用激活臨近基因SERINC2的轉錄。功能研究發現,SEELA-SERINC2可以通過影響鞘脂代謝通路介導疾病發生發展(見圖1示意圖)。該研究首次發現了組蛋白H4可以通過直接結合RNA發揮功能,提示組蛋白H4和lnc-eRNA的結合可能是lnc-eRNA介導順式作用的基礎。該研究繼2019年9月在Blood期刊報道環狀RNA調控蛋白翻譯過程新功能基礎上,進一步揭示了新型非編碼RNA的作用機制。

圖1:lnc-eRNA SEELA調控機制示意圖
研究成果“Cis-acting lnc-eRNA SEELA directly binds histone H4 to promote histone recognition and leukemia progression”于11月3日在Genome Biology雜志正式發表。我校生命科學學院博士后方可和黃蔚為共同第一作者,王文濤副研究員和陳月琴教授為共同通訊作者。相關工作得到了國家重點研發計劃、國家自然基金面上項目、國家自然基金青年項目,博士后基金面上項目的支持。
論文鏈接:https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-020-02186-x