植物无义介导的RNA降解与病毒的制衡

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作者 陈雅琳 周雪平 李方方 《植物保护》 北大核心 2025年第4期1-6,29,共7页

无义介导的RNA降解(nonsense-mediated RNA decay,NMD)是一种在真核生物中保守的RNA质量控制(RNA quality control,RQC)机制,可调节异常和正常RNA转录本的积累。研究发现,在遭遇病毒侵染时植物能够通过NMD限制病毒的侵染,NMD是植物防御... 无义介导的RNA降解(nonsense-mediated RNA decay,NMD)是一种在真核生物中保守的RNA质量控制(RNA quality control,RQC)机制,可调节异常和正常RNA转录本的积累。研究发现,在遭遇病毒侵染时植物能够通过NMD限制病毒的侵染,NMD是植物防御病毒的重要途径。然而,在病毒和寄主植物的军备竞赛中,病毒也已经进化出多种策略来避免、对抗或操纵NMD,成功地在寄主细胞中实现增殖。本文综述了NMD途径的基本信息、植物中NMD途径的独特性、植物通过NMD抵抗病毒侵染的作用方式以及病毒如何抵抗植物的NMD,展望了该研究方向的未来研究重点。 展开更多

关键词 无义介导的rna降解 植物病毒 抗病毒反应 反防御

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无义介导的mRNA降解机制在肿瘤发生和治疗中的功能研究进展

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作者 汪宇慧 王京鹏 +2 位作者 陈贝 王亚茹 李唐亮 《中国临床药理学与治疗学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期930-936,共7页

无义介导的mRNA降解(nonsense-mediated mRNA decay,NMD)是广泛存在于真核生物细胞的转录后调控机制,可以识别并降解含有提前终止密码子(premature termination codons,PTC)的异常转录本,防止截短蛋白积累,同时NMD可以降解一些正常可以... 无义介导的mRNA降解(nonsense-mediated mRNA decay,NMD)是广泛存在于真核生物细胞的转录后调控机制,可以识别并降解含有提前终止密码子(premature termination codons,PTC)的异常转录本,防止截短蛋白积累,同时NMD可以降解一些正常可以翻译为功能蛋白的mRNA分子,精准调控基因表达。NMD的生物学功能集中在细胞命运调控、细胞应激反应与动物胚胎发育等过程。本综述对无义介导的mRNA降解通路激活和抑制在肿瘤发生、发展和治疗中的功能及分子机制进行简要探讨。现有研究指出,NMD因子突变可导致人类多种肿瘤的发生。有意义的是,抑制NMD因子的表达,可以通过激活DNA损伤反应和抑制促癌因子的表达,起到杀灭癌症细胞的功效。本综述可为人类癌症发生的生物学机制和治疗策略提供新的思路。 展开更多

关键词 无义介导的mrna降解 肿瘤 DNA损伤反应 炎症

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无义介导mRNA降解的肿瘤诊疗价值

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作者 刘佳伶 韩雷 于津浦 《中国肿瘤生物治疗杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1085-1091,共7页

无义介导的mRNA降解(NMD)作为一种质量控制机制,可降解含有过早终止密码子(PTC)的异常mRNA,参与生长发育、调节免疫功能,且与肿瘤微环境密切相关。NMD对肿瘤有抑制或促进的双重作用:一方面,NMD通过下调促癌蛋白表达、抑制促癌信号通路... 无义介导的mRNA降解(NMD)作为一种质量控制机制,可降解含有过早终止密码子(PTC)的异常mRNA,参与生长发育、调节免疫功能,且与肿瘤微环境密切相关。NMD对肿瘤有抑制或促进的双重作用:一方面,NMD通过下调促癌蛋白表达、抑制促癌信号通路和应激微环境等途径抑制肿瘤进展;另一方面,NMD通过抑制抑癌基因的表达、癌细胞凋亡和肿瘤新抗原的产生促进肿瘤进展。此外,NMD并非降解所有携带PTC的mRNA,PTC出现的位置可能决定NMD触发或逃逸,由于各基因的高频突变区域各不相同,因此不同基因发生PTC突变后是否触发NMD则具有不同的倾向性。随着二代测序技术的成熟与普及,基因突变筛查已成为临床诊疗常规手段,这使得从多基因层面探究NMD的规律与意义成为可能。因此,在进一步了解NMD的功能及其机制的基础上,通过高通量测序与计算机算法评估NMD水平,有望在临床工作中扬长避短地发挥NMD潜在的临床价值,助力个性化临床诊治与精准医疗的发展。 展开更多

关键词 无义介导mrna降解(NMD) 过早终止密码子(PTC) 基因突变 肿瘤抗原性 免疫治疗

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无义介导的mRNA降解机制及其在单基因遗传病中的作用 被引量：7

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作者 郭文婷 徐汪洋 顾鸣敏 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期935-942,共8页

无义介导的mRNA降解(Nonsense-mediated mRNA decay,NMD)是一种广泛存在于真核生物细胞中的mRNA质量监控机制。该机制通过识别和降解含有提前终止密码子(Premature translational-termination codon,PTC)的转录产物防止有潜在毒性的截... 无义介导的mRNA降解(Nonsense-mediated mRNA decay,NMD)是一种广泛存在于真核生物细胞中的mRNA质量监控机制。该机制通过识别和降解含有提前终止密码子(Premature translational-termination codon,PTC)的转录产物防止有潜在毒性的截短蛋白的产生。据估计,约1/3的遗传性疾病是由提前终止密码子引起的,而NMD作用通常会改变某些遗传病的临床症状或遗传方式。文章主要综述了人体细胞中NMD对底物的识别及其作用机制,并以几种单基因遗传病为例探讨其对这些疾病表型的影响,表明NMD作用机制的进一步揭示将有助于单基因遗传病发病机制的阐明及治疗方法的改进。 展开更多

关键词 无义介导的mrna降解(NMD) 提前终止密码子(PTC) 截短蛋白 人类单基因遗传病

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SMG1-UPF1-eRF1-eRF3复合体参与贾第虫无义介导的mRNA降解激活 被引量：4

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作者 王美 吕佳 +4 位作者 石文鑫 柴杨丽 文建凡 张西臣 柴宝峰 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期519-529,共11页

无义介导的mRNA降解(NMD)是一种重要的真核生物mRNA质量监控途径。NMD可识别并降解含有提前终止密码子(PTC)的异常mRNA(PTC-mRNA)。但NMD途径对PTC-mRNA的识别和降解机制尚无阐明。蓝氏贾第虫(Giardia lamblia)是一种寄生性的原生动物,... 无义介导的mRNA降解(NMD)是一种重要的真核生物mRNA质量监控途径。NMD可识别并降解含有提前终止密码子(PTC)的异常mRNA(PTC-mRNA)。但NMD途径对PTC-mRNA的识别和降解机制尚无阐明。蓝氏贾第虫(Giardia lamblia)是一种寄生性的原生动物,进化上处于真核生物基部,对其NMD途径的研究有利于了解NMD途径的机制与进化。本研究通过双分子荧光互补实验、酵母双杂交实验和体外pull-down实验,分析了贾第虫的UPF1(GlUPF1)、SMG1(GlSMG1)和肽链释放因子(GleRF1、GleRF3)之间的相互作用关系。结果表明,贾第虫的肽链释放因子都能够与GlUPF1发生相互作用,且GlUPF1的CH结构域与GleRF3能够形成较稳定的复合体,而GlSMG1的激酶结构域PIKK能与UPF1的C端和N端结构域相互作用。进一步研究证实,GlSMG1的PIKK结构域能使GlUPF1两种截短体GlUPF1(1~500 aa)和GlUPF1(501~1 304 aa)发生磷酸化修饰,说明GlUPF1的N端和C端均有GlSMG1的磷酸化位点。进一步分析证实,T111是GlUPF1上的1个磷酸化位点。我们的研究结果表明,贾第虫NMD途径起始阶段,首先在mRNA的PTC处的核糖体上形成SMG1-UPF1-eRF1-eRF3(SURF)复合体,并且GlSMG1磷酸化修饰GlUPF1,由此激活NMD途径,可能招募XRN1和SKI7d等酶参与无义mRNA的降解。 展开更多

关键词 蓝氏贾第虫 无义介导的mrna降解 UPF1 SMG1 磷酸化修饰

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八肋游仆虫中无义介导的mRNA降解途径因子的细胞共定位研究

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作者 周宝春 王软林 柴宝峰 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期646-655,共10页

无义介导的mRNA降解途径(nonsense-mediated mRNA decay, NMD)是一种mRNA质量监控机制,识别和降解含有提前终止密码子(premature termination codons, PTCs)的异常转录本,以保障基因的准确表达。到目前为止,有报道的从高等哺乳动物到果... 无义介导的mRNA降解途径(nonsense-mediated mRNA decay, NMD)是一种mRNA质量监控机制,识别和降解含有提前终止密码子(premature termination codons, PTCs)的异常转录本,以保障基因的准确表达。到目前为止,有报道的从高等哺乳动物到果蝇、线虫、酵母和原生动物中,均有NMD调控途径,但其机制模型存在一定的差异。由于原生动物在生物的起源与进化上的特殊地位,以及所含的调控因子相对简单,在各种分子机制的研究领域成为热点材料。本文以八肋游仆虫(Euplotes octocarinatus)作为研究对象,从八肋游仆虫大核基因组数据库中,经过同源序列比对,分析鉴定到参与NMD途径的相关因子,包括无义mRNA识别因子poly(A)结合蛋白(poly(A) binding protein, PABP);启动NMD途径的核心因子上游移码蛋白1(up-frameshift 1, UPF1)和上游移码蛋白2(up-frameshift 2, UPF2);外显子连接复合体(exon junction complex, EJC)组分因子MAGO(Mago nashi)、Y14(Tsunagi或RMB8)、eIF4AIII(eukaryotic initiation factor 4A3)和UAP56(U2AF56 associated protein 56);降解无义mRNA的相关因子外切体(exosome)、脱帽酶(decapping mRNA 2, DCP2)、外切酶(5′-3′exoribonuclease 1, XRN1)和去腺苷酸化酶(PGK promoter directed over production, POP2)。其中,后3种蛋白质是mRNA加工小体(processing body, P-Body)的组分。通过荧光共定位分析,分别依次证实UPF1与UPF2之间、EJC组分因子之间和P-body组分因子之间的相互作用关系。随后,通过UPF2分别与MAGO和Y14的荧光共定位结果,推测八肋游仆虫依赖于EJC的NMD途径模型。通过UPF1分别与DCP2和外切体(exosome)的荧光共定位结果,推测了八肋游仆虫无义mRNA的两种降解方式:一种是无义mRNA被介导到P-body中分别被DCP2和POP2脱去5′端帽和3′端Poly(A)尾,随后在XRN1的作用下,沿着5′→3′的方向降解;另一种是在胞质中,无义mRNA直接通过招募POP2去腺苷酸化,随后又在招募来的外切体作用下,沿着3′→5′的方向降解。 展开更多

关键词 八肋游仆虫 无义介导的mrna降解途径 外切体 加工小体 外显子连接复合体

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蓝氏贾第虫无义mRNA的降解 被引量：1

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作者 吕佳 柴杨丽 +1 位作者 周宝春 柴宝峰 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期212-221,共10页

无义介导的mRNA降解途径(nonsense-mediated mRNA decay,NMD)作为细胞内的一种重要的mRNA质量监控机制,可以降解含有提前终止密码子(premature termination codon,PTC)的异常转录本,从而避免截短蛋白质对细胞的毒害,但其详细的分子机制... 无义介导的mRNA降解途径(nonsense-mediated mRNA decay,NMD)作为细胞内的一种重要的mRNA质量监控机制,可以降解含有提前终止密码子(premature termination codon,PTC)的异常转录本,从而避免截短蛋白质对细胞的毒害,但其详细的分子机制有待进一步阐释。蓝氏贾第虫(Giardia lamblia)作为一种寄生性单细胞原生动物,进化地位特殊,对其NMD途径的研究有利于阐明基因表达调控的分子和进化机制。本研究通过酵母双杂交及体外pull-down实验分析了贾第虫NMD途径因子上游移码蛋白1 (Giardia lamblia up-frameshift 1,Gl UPF1)、贾第虫RNA结合蛋白(Giardia lamblia HRP1,Gl HRP1)、贾第虫核糖核酸外切酶(Giardia lamblia Ski7p,Gl Ski7p、Giardia lamblia XRN1,Gl XRN1)之间的相互作用关系。结果表明,Gl UPF1全长与Gl HRP1、Gl XRN1(1～500aa)、Gl Ski7p间均可发生相互作用。而且Gl UPF1的CH结构域和C端结构域分别与Gl HRP1、Gl XRN1(1～500 aa)、Gl Ski7p相互作用。说明Gl UPF1在贾第虫NMD途径中作为招募平台,在无义mRNA识别和降解过程中发挥重要作用。为此,结合本实验室之前的研究结果,我们提出原生动物贾第虫的NMD途径:在提前终止密码子处SURF(SMG1-UPF1-eRF1-eRF3)复合物形成后,Gl UPF1被磷脂酰肌醇3-激酶(suppressor with morphogenetic effect on genitalia 1,SMG1)磷酸化修饰,NMD途径激活,随后Gl UPF1与HRP1相互作用,将转录本标记为NMD底物; Gl UPF1进而招募下游贾第虫5'-3'核糖核酸降解酶Gl XRN1、贾第虫3'-5'核糖核酸降解因子Gl Ski7p,最终降解靶标mRNA。 展开更多

关键词 蓝氏贾第虫 无义介导的mrna降解途径 贾第虫不均一核小核糖核蛋白 贾第虫上游移码蛋白1 贾第虫5’-3’核糖核酸外切酶 贾第虫3’-5’超级杀手蛋白质

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细菌mRNA的降解机制

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作者 谢兆辉 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期788-792,共5页

在细菌中,mRNA降解具有重要的意义,它不仅可以再循环核苷酸,而且还可以根据生长条件的变化调控基因表达.细菌mRNA的降解机制可以分为3种:①mRNA的一般降解途径;②mRNA的质量控制途径;③小RNA介导的降解途径.这些途径有些与真核生物的mRN... 在细菌中,mRNA降解具有重要的意义,它不仅可以再循环核苷酸,而且还可以根据生长条件的变化调控基因表达.细菌mRNA的降解机制可以分为3种:①mRNA的一般降解途径;②mRNA的质量控制途径;③小RNA介导的降解途径.这些途径有些与真核生物的mRNA降解途径存在很大差异,有些在真核生物中消失了.另外,mRNA降解途径还可以直接调控细菌致病因子的表达,这使得细菌mRNA的降解途径很有希望成为药物研发的新靶标,或疫苗制备的新平台,以应对越来越严重的细菌耐药性问题.本文综述了细菌mRNA的降解机制,并对其应用前景进行了展望. 展开更多

关键词 Mrna降解 一般降解途径 mrna质量控制途径 小rna介导途径 药物靶点

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无义突变与“遗传补偿效应” 被引量：4

9

作者 马志鹏 陈军 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期359-364,共6页

"遗传补偿效应"(genetic compensation response, GCR)是近年来在斑马鱼(Danio rerio)中最先描述的一个遗传现象,是指当敲低某一个基因时有明显的表型,但此基因的敲除遗传突变体由于其他基因的上调反而没有表型。这种基因敲... "遗传补偿效应"(genetic compensation response, GCR)是近年来在斑马鱼(Danio rerio)中最先描述的一个遗传现象,是指当敲低某一个基因时有明显的表型,但此基因的敲除遗传突变体由于其他基因的上调反而没有表型。这种基因敲低和敲除表型上的差异并非斑马鱼所独有,在拟南芥(Arabidopsis thaliana)、小鼠(Mus musculus)等模式生物中都观察到此种现象。这种奇怪的现象一直困扰着基因功能研究。2019年4月3日,Nature同时在线发表两篇论文揭示了其中的奥秘,其中一篇来自于本实验室,另一篇来自于德国Stainier实验室。利用斑马鱼或小鼠培养细胞的不同基因的遗传突变体为模型,两个实验室分别证明无义突变与核酸序列同源性是激活遗传补偿效应的两个先决条件;无义mRNA介导的降解途径参与激活遗传补偿效应;同时还观察到补偿基因的高表达与其转录起始位点处的组蛋白H3K4me3修饰相关。本文具体介绍了这两篇研究论文中提出的"遗传补偿效应"分子机制的异同,以期为克服遗传补偿效应给基因功能研究带来的障碍提供新的思路和方法。 展开更多

关键词 遗传补偿效应 无义mrna介导的降解途径 表观遗传学修饰

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NMD途径功能缺陷对水稻表型及转录组的影响

10

作者 吴岳阳 周小燕 +1 位作者 吴玉峰 黄驹 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期540-551,共12页

无义介导的m RNA降解途径(nonsense-mediated mRNA decay,NMD)是细胞内一种关键的RNA质量控制途径,能够有效的降解细胞内错误的m RNA,以保持细胞内部环境的稳定与健康。本研究通过CRISPR/Cas9及amiRNA技术获得水稻NMD途径相关基因UPF1、... 无义介导的m RNA降解途径(nonsense-mediated mRNA decay,NMD)是细胞内一种关键的RNA质量控制途径,能够有效的降解细胞内错误的m RNA,以保持细胞内部环境的稳定与健康。本研究通过CRISPR/Cas9及amiRNA技术获得水稻NMD途径相关基因UPF1、UPF1-like、UPF2、UPF3的敲除或敲低型突变体,结合转录组测序和表型观察,探究NMD途径缺陷对水稻基因表达及可变剪接(alternative splicing,AS)的影响。研究结果表明,NMD途径为水稻正常生长所必需,部分缺陷也会造成株高、花粉活力等表型不同程度的变化。对基因表达的分析显示,NMD途径缺陷影响的基因大多表达上调,且ko-upf1-like和kd-upf1对基因表达的影响大于kd-upf2和kd-upf3。具体而言,NMD途径缺陷在水稻中引发了防御反应相关基因表达量的上升及次生代谢相关基因表达量的下降,且在60天龄早衰突变体中影响的基因更为广泛。转录组分析显示,不同的NMD途径相关基因缺陷均改变了数百个可变剪接,这些存在差异可变剪接的基因多与可变剪接调控通路相关,约有一半在不同突变体中共享,且大量富集了NMD靶标的特征。NMD途径能够通过影响可变剪接形式,改变转录本丰度等多种形式,调控防御反应和衰老等通路基因的表达,在水稻维持正常生理功能的过程中有着重要作用。 展开更多

关键词 无义介导的mrna降解 水稻 可变剪接 差异表达基因

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PTC下游翻译重启导致NMD途径的逃逸

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作者 刘静 张智博 柴宝峰 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期168-174,共7页

无义突变介导的mRNA降解（nonsense-mediated mRNA decay,NMD）途径是真核生物体内一种重要的mRNA监督质控机制,它降解含有由无义突变、错误剪接、移码突变等产生的提前终止翻译密码子（premature translation termination codon,PTC）... 无义突变介导的mRNA降解（nonsense-mediated mRNA decay,NMD）途径是真核生物体内一种重要的mRNA监督质控机制,它降解含有由无义突变、错误剪接、移码突变等产生的提前终止翻译密码子（premature translation termination codon,PTC）的mRNA,从而防止这种mRNA翻译产生的截短型蛋白质对机体造成的伤害.研究发现,一些含有PTC的mRNA发生了NMD途径逃逸,但具体机制仍不清楚.本研究将成视网膜细胞瘤基因1（retinoblastoma gene 1,RB1）作为NMD途径的靶基因,构建mini-RB1基因,包括外显子1-14（cDNA）、内含子14-外显子15-内含子15和外显子16-27（cDNA）的三部分序列,将其构建到真核表达载体pcDNA 3.1（-）中.根据人类基因组突变数据库选择3个突变位点W99X、G310X和R467X,构建相应无义突变体.分别将mini-RB1基因野生型和无义突变体转入HeLa细胞进行表达.用qRT-PCR检测发现,W99X无义突变体与野生型相比mRNA的水平无显著差异.为了进一步证实mini-RB1（W99X）发生了NMD逃逸,利用NMD途径抑制剂放线菌酮和转录抑制剂放线菌素D,分别处理转入野生型的mini-RB1基因及其无义突变体mini-RB1（W99X）的哺乳动物细胞,发现mini-RB1基因无义突变体的mRNA水平与野生型无明显差异,说明含有W99X无义突变的mini-RB1基因的mRNA发生了NMD逃逸.Western印迹检测mini-RB1基因的蛋白质表达发现,在无义突变位点W99X下游重新起始了蛋白质的翻译,因此,PTC下游蛋白质翻译的重新起始可能是导致无义mRNA逃逸NMD途径监控的主要原因. 展开更多

关键词 成视网膜细胞瘤基因 无义突变介导的mrna降解途径 NMD逃逸 翻译重新起始

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