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客户案例解读 | 长链非编码RNA调控HIV复制新机制
2019-04-05

长非编码RNA(lncRNA)在基因、转录、转录后等多个层面对基因的表达起到调控作用。MALAT1在多项研究中被发现与肿瘤细胞增殖、癌症发展相关。近日,康测科技客户在国际学术期刊《核酸研究》(Nucleic AcidsResearch)发表文章“Long noncoding RNA MALAT1 releases epigenetic silencing of HIV-1 replication by displacing the polycomb repressive complex 2 from binding to the LTR promoter” 报道MALAT1促进HIV转录和复制的分子机制研究成果。

 

HIV-1感染细胞中发现MALAT1高表达

感染与未感染HIV-1的T细胞分别测序,筛选差异表达的基因,发现感染导致3500多个基因上调,3500多个基因下调,其中MALAT1是上调最显著的基因之一,随着感染时长增加而升高。CRISPR/Cas9敲除MALAT1则可使HIV-1对细胞的感染能力受损。

 

MALAT1有助于HIV-1感染

 

MALAT1可激活LTR驱动基因

LTR(长末端重复序列)是存在于LTR反转录转座子(LTRs)两侧翼的长末端重复序列,病毒可利用LTR将遗传物质插入宿主基因组中。HIV-1的LTR启动子帮助病毒基因转录和病毒复制,作者发现MALAT1可普遍促进LTR驱动基因的表达,敲除则降低LTR驱动基因的表达。

 

作用机制:MALAT1阻止PRC2结合LTR,降低LTR的H3K27me3修饰

作者使用RIP(RNA免疫沉淀)实验证明MALAT1与PRC2抑制复合体的核心亚基EZH2, SUZ12和 EED结合互作。ChIP(染色质免疫沉淀)实验证明敲除MALAT1导致EZH2与HIV-1 5’LTR的核小体Nuc-1、Nuc-2的结合增加,H3K27me3修饰增加。

MALAT1与PRC2抑制复合体中的EZH2结合,使其从HIV-LTR上解离,减弱EZH2对HIV-LTR区核小体组蛋白(Nuc-1、Nuc-2)的H3K27me3修饰(H3K27me3抑制基因表达),使HIV-LTR保持激活状态,促进HIV转录、复制。

 

HIV治疗成功患者的MALAT1表达降低

通过多名患者的跟踪观察,发现经联合抗逆转录病毒药物治疗(cART)可显著降低HIV感染者外周血PBMC中MALAT1的表达,证明MALAT1的表达与HI-1的复制呈正相关性。

该研究揭示LncRNA MALAT1调控HIV复制的重要作用和分子机制,为抗病毒策略设计提供了宿主新靶点。