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长非编码RNA(lncRNA)是指长度大于200nt的没有编码蛋白潜能的RNA,lncRNA广泛参与细胞内各种生命活动的调控。lncRNA具有明显的时空表达特异性,因此,lncRNA参与个体发育过程中细胞谱系命运决定和组织器官发生的调控。我们实验室前期工作中,鉴定了一个骨骼肌细胞谱系特异表达、受骨骼肌特异转录调控因子调控的lncRNA(Linc-RNA Activator ofMyogenesis,Linc-RAM)。进一步研究发现,Linc-RAM通过结合MyoD共同调控骨骼肌细胞谱系分化相关基因的表达、促进骨骼肌细胞谱系分化。那么很有趣的一个问题就是:Linc-RAM如何与MyoD相互作用?相互作用的结构域是什么? 关于lncRNA发挥生物学功能的机制,除了以碱基互补配对的方式识别靶分子之外,大多数情况下,lncRNA是通过结合特定的蛋白质存在于细胞内的功能复合物中。在这种情况下,lncRNA折叠形成的高级结构是其发挥功能的结构基础。lncRNA如何通过形成特定的高级结构识别结合特定的蛋白进而发挥其生物学功能是非常有趣的科学问题。 本课题旨在分析骨骼肌特异表达的Linc-RAM的高级结构,并通过软件预测结合分子生物学实验验证寻找哪些序列决定Linc-RAM的高级结构形成并介导Linc-RAM与MyoD之间的相互作用。采用RNA二级结构分析软件(RNA Structure5.8)发现,Linc-RAM形成一个稳定的含有一个大环的二级结构:除了第一和第二外显子交界处和第三外显子末端有局部的颈环结构(stem-loop)外,其余部分形成一个大的没有配对的环状单链结构。为了探讨这个大的环状结构是否是结合MyoD必须的,我们采用序列替换的方法破坏环状结构域,然后再采用EMSA的方法检测突变体与MyoD的结合。结果表明凡是能够保持环状结构域的突变体:271-280(M1)或431-440(M2)都能与MyoD结合并显著促进骨骼肌细胞分化,打破环状结构域的突变体(271-280和431-440都被替换的M3)不能与MyoD结合也不促进骨骼肌细胞分化。 综上所述,本课题通过软件预测结合分子生物学实验验证的结果表明:271-280和431-440两个区域的序列对Linc-RAM的二级结构形成非常重要。Linc-RAM折叠形成的环状结构域是结合MyoD和促进细胞分化必须的。本研究对lncRNA高级结构与功能之间的关系提供了实验证据,对其它lncRNA结构与功能的关系研究有很好的借鉴作用。