帶你走進神秘的長鏈非編碼RNA

長鏈非編碼RNA(lncRNA)是一類轉錄本長度超過200nt的RNA分子，它們并不編碼蛋白，而是以RNA的形式在多種層面上（表觀遺傳調控、轉錄調控以及轉錄后調控等）調控基因的表達水平。

lncRNA起初被認為是基因組轉錄的“噪音”，是RNA聚合酶II轉錄的副產物，不具有生物學功能。然而，近年來的研究表明，lncRNA參與了X染色體沉默，基因組印記以及染色質修飾，轉錄激活，轉錄干擾，核內運輸等多種重要的調控過程，lncRNA的這些調控作用也開始引起人們廣泛的關注。哺乳動物基因組序列中4%~9%的序列產生的轉錄本是lncRNA（相應的蛋白編碼RNA的比例是1%），雖然近年來關于lncRNA的研究進展迅猛，但是絕大部分的lncRNA的功能仍然是不清楚的。

生物學功能

許多lncRNA都具有保守的二級結構，剪切形式以及亞細胞定位，這種保守性和特異性表明它們是具有功能的。但lncRNA的功能相對于microRNA和蛋白質的功能來說更加難以確定，因為目前并不能僅根據序列或者結構來推測它們的功能。根據它們在基因組上相對于蛋白編碼基因的位置，可以將其分為(1) sense, (2) antisense, (3) bidirectional, (4) intronic, (5) intergenic這5種類型。這種位置關系對于推測lncRNA的功能有很大幫助。

根據lncRNA在基因組上的位置，可將其分為5種類型：1. sense, 2. antisense, 3. bidirectional, 4. intronic, 5. intergenic。圖中編碼RNA和非編碼RNA外顯子分本別用藍色和紅色表示。

近年來通過對已發現的lncRNA的研究表明，lncRNA能夠在多種層面調控基因的表達水平，其調控機制開始為人們所揭示。

lncRNA的作用機制。根據今年來所發現的lncRNA的作用機制，lncRNA主要可能具有以下幾個方面的功能：

1）通過在蛋白編碼基因上游啟動子區（桔）發生轉錄，干擾下游基因（藍）的表達（如酵母中的SER3基因）。

2）通過抑制RNA聚合酶II或者介導染色質重構以及組蛋白修飾，影響下游基因（藍）表達（如小鼠中的p15AS）。

3）通過與蛋白編碼基因的轉錄本形成互補雙鏈（紫），進而干擾mRNA的剪切，從而產生不同的剪切形式。

4）通過與蛋白編碼基因的轉錄本形成互補雙鏈（紫），進一步在Dicer酶作用下產生內源性的siRNA，調控基因的表達水平。

5）通過結合到特定蛋白質上，lncRNA轉錄本（綠）能夠調節相應蛋白的活性。

6）作為結構組分與蛋白質形成核酸蛋白質復合體。7）通過結合到特定蛋白上，改變該蛋白的胞質定位。

8）作為小分子RNA，如miRNA，piRNA的前體分子轉錄（Jeremy E. Wilusz et al, 2009, Genes Dev.）。