细胞机制中调控RNA的分子见解-动脉网

Molecular insights into regulatory RNAs in the cellular machinery

Nature 等信源发布 2024-06-14 10:51

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AbstractIt is apparent that various functional units within the cellular machinery are derived from RNAs. The evolution of sequencing techniques has resulted in significant insights into approaches for transcriptome studies. Organisms utilize RNA to govern cellular systems, and a heterogeneous class of RNAs is involved in regulatory functions.

摘要很明显，细胞机制中的各种功能单元都来自RNA。测序技术的发展为转录组研究方法提供了重要的见解。生物体利用RNA来控制细胞系统，并且一类异质的RNA参与调节功能。

In particular, regulatory RNAs are increasingly recognized to participate in intricately functioning machinery across almost all levels of biological systems. These systems include those mediating chromatin arrangement, transcription, suborganelle stabilization, and posttranscriptional modifications.

特别是，越来越多的人认识到调控RNA参与了几乎所有生物系统水平的复杂功能机制。这些系统包括介导染色质排列，转录，亚有机体稳定和转录后修饰的系统。

Any class of RNA exhibiting regulatory activity can be termed a class of regulatory RNA and is typically represented by noncoding RNAs, which constitute a substantial portion of the genome. These RNAs function based on the principle of structural changes through cis and/or trans regulation to facilitate mutual RNA‒RNA, RNA‒DNA, and RNA‒protein interactions.

表现出调节活性的任何一类RNA都可以称为一类调节RNA，通常由非编码RNA表示，它们构成基因组的很大一部分。这些RNA基于顺式和/或反式调节的结构变化原理起作用，以促进相互的RNA-RNA，RNA-DNA和RNA-蛋白质相互作用。

It has not been clearly elucidated whether regulatory RNAs identified through deep sequencing actually function in the anticipated mechanisms. This review addresses the dominant properties of regulatory RNAs at various layers of the cellular machinery and covers regulatory activities, structural dynamics, modifications, associated molecules, and further challenges related to therapeutics and deep learning..

尚未明确阐明通过深度测序鉴定的调控RNA是否在预期的机制中起作用。这篇综述讨论了调节RNA在细胞机制各层的主要特性，涵盖了调节活性，结构动力学，修饰，相关分子以及与治疗和深度学习相关的进一步挑战。。

IntroductionRegulatory RNAs exhibit highly dynamic properties due to their multidimensional structures and their ability to interact with RNA, DNA, and proteins. These RNAs are involved in regulated events, such as transcription, translation, molecular localization and stability, and enzymatic degradation cascades, on many levels1,2,3,4.

引言调控RNA由于其多维结构及其与RNA，DNA和蛋白质相互作用的能力而表现出高度动态的特性。这些RNA在许多水平上参与调控事件，如转录，翻译，分子定位和稳定性以及酶降解级联反应1,2,3,4。

A broad spectrum of RNAs that have regulatory functions are collectively recognized as regulatory RNAs. Historically, many tiers of noncoding RNAs (ncRNAs) have been identified that have diverse characteristics. These ncRNAs account for approximately 98% of the total transcriptome, and while some ncRNAs exhibit protein-coding ability5, the majority of ncRNAs are expected to function as regulatory RNAs6,7.

具有调节功能的广谱RNA被统称为调节RNA。历史上，已经鉴定出许多具有不同特征的非编码RNA（ncRNA）层。这些ncRNA约占总转录组的98%，虽然一些ncRNA表现出蛋白质编码能力5，但大多数ncRNA有望作为调节RNA发挥作用6,7。

Regulatory RNAs can be classified into different groups based on their size, structure, localization, and function, as indicated by the discovery of long noncoding RNAs (lncRNAs), enhancer RNAs (eRNAs), microRNAs (miRNAs), PIWI-interacting RNAs (piRNAs), small Cajal body-specific RNAs (scaRNAs), small nucleolar RNAs (snoRNAs), small nuclear RNAs (snRNAs), and circular RNAs (circRNAs)7,8.

调控RNA可以根据其大小，结构，定位和功能分为不同的组，如长非编码RNA（lncRNA），增强子RNA（eRNA），microRNA（miRNA），PIWI相互作用RNA（piRNA），小Cajal体特异性RNA（scaRNA），小核仁RNA（snoRNA），小核RNA（snRNA）和环状RNA（circRNA）7,8的发现所示。

The enormous functional involvement of regulatory RNAs—despite their low expression level and low sequence conservation—is undeniable, and they apparently play important roles in cellular phenomena through these functions9. Research on RNAs and their biogenesis has described both shared and distinctive features among the numerous types of regulatory RNAs.

尽管调节RNA的表达水平低，序列保守性低，但其巨大的功能参与是不可否认的，它们显然通过这些功能在细胞现象中发挥重要作用9。对RNA及其生物发生的研究已经描述了许多类型的调节RNA之间的共同和独特特征。

Numerous regulatory RNAs undergo mRNA-like RNA processing steps, such as 5′ m7G cap addition, polyadenylation, and splicing, which are observed even in long RNAs. The pattern of overlapping transcripts in the genome indicates the inclusion or exclusion of exons and introns in the sequences of regulato.

许多调节RNA经历类似mRNA的RNA加工步骤，例如5'm7G帽添加，聚腺苷酸化和剪接，即使在长RNA中也可以观察到。基因组中重叠转录本的模式表明regulato序列中包含或排除了外显子和内含子。

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Download referencesAcknowledgementsJ.Y.J., S.Y. and S.H.K. conceived the manuscript. S.Y. and S.H.K. created the figures and wrote the manuscript. E.Y. collected the information and edited the manuscript. M.K. revised and reviewed the manuscript. J.Y.J. supervised manuscript preparation.

下载referencesAcknowledgementsJ。Y、 J.，S.Y.和S.H.K.构思了手稿。S、 Y.和S.H.K.创建了这些数字并撰写了手稿。E、 Y.收集信息并编辑手稿。M、 K.修订并审阅了手稿。J、 Y.J.监督手稿准备。

We thank Jeehye Jung and Jeonghyeon Choi for assisting with the data investigation. All authors have read and agreed to the published version of the manuscript. The graphical figures were made with biorender.com. This work was supported by a National Research Foundation of Korea (NRF) grant funded by the Korean government (MSIT) (RS-2023-00217123) and the Ministry of Science and ICT (2022R1A2C1002984).Author informationAuthor notesThese authors contributed equally: Sumin Yang, Sung-Hyun Kim.Authors and AffiliationsDepartment of Pharmacy, College of Pharmacy, Hanyang University, Ansan, Gyeonggi-do, 15588, Republic of KoreaSumin Yang, Sung-Hyun Kim, Eunjeong Yang & Jae-Yeol JooDepartment of Computer Science, University of Nevada, Las Vegas, NV, 89154, USAMingon KangAuthorsSumin YangView author publicationsYou can also search for this author in.

我们感谢Jeehye Jung和Jeonghyeon Choi协助数据调查。所有作者均已阅读并同意稿件的发布版本。图形由biorender.com制作。这项工作得到了韩国政府（MSIT）（RS-2023-00217123）和科学与信息通信技术部（2022R1A2C1002984）资助的韩国国家研究基金会（NRF）资助的支持。作者信息作者注意到这些作者做出了同样的贡献：Sumin Yang，Sung Hyun Kim。作者和所属机构汉阳大学药学院药学系，京畿道安山，15588，朝鲜民主主义共和国，杨成贤，杨恩贞和Jae Yeol JooDepartment of Computer Science，内华达大学，拉斯维加斯，内华达州，89154，USAMingon Kangauthorsumin YangView作者出版物您也可以在中搜索这位作者。

PubMed Google ScholarSung-Hyun KimView author publicationsYou can also search for this author in

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Reprints and permissionsAbout this articleCite this articleYang, S., Kim, SH., Yang, E. et al. Molecular insights into regulatory RNAs in the cellular machinery.

转载和许可本文引用本文Yang，S.，Kim，SH.，Yang，E。等人对细胞机制中调控RNA的分子见解。

Exp Mol Med (2024). https://doi.org/10.1038/s12276-024-01239-6Download citationReceived: 18 December 2023Revised: 27 February 2024Accepted: 05 March 2024Published: 14 June 2024DOI: https://doi.org/10.1038/s12276-024-01239-6Share this articleAnyone you share the following link with will be able to read this content:Get shareable linkSorry, a shareable link is not currently available for this article.Copy to clipboard.

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