长非编码RNA在皮肤中的作用为进化提供了重要见解

一项研究表明，一种非编码RNA分子可能在湿疹或牛皮癣等皮肤病的发展中发挥作用，并突显了推动遗传进化的重要分子机制

伦敦国王学院研究人员发表在《EMBO杂志》上的这项研究揭示了长非编码RNA在控制皮肤外层干细胞与特化皮肤细胞之间的平衡中的作用

在人类皮肤细胞中鉴定出这种机制后，研究小组在分离自猴子（一种密切相关的物种）的皮肤细胞系中没有看到同样的效果。这些结果为遗传物质的“非编码”序列如何在短进化时间内促进基因组新功能的进化提供了重要指示

在皮肤表面（称为表皮），干细胞要么分裂产生自己的克隆，要么转化并发育成专门的皮肤细胞（称为角质细胞），使我们的身体与外界环境隔绝

为了在干细胞和特化细胞的数量之间保持适当的平衡，决定干细胞是分裂还是转化为角质细胞的过程受到严格监管。当这种平衡被打破时，可能会导致湿疹或牛皮癣等皮肤病的发展

King’s Watt实验室的这项研究着眼于一组名为snoRNA宿主基因（SNHG）的基因，这些基因在控制这种平衡方面很重要

SNHG产生长的非编码RNA分子。虽然RNA最为人所知的是为从DNA中产生蛋白质提供指令的分子，但非编码的RNA分子并不直接产生蛋白质。相反，它们在细胞内具有其他功能，例如修饰其他RNA分子并影响其他RNA或蛋白质的产生量

具体来说，在这项研究中，研究小组发现SNHG指示表皮中的干细胞分裂更多，同时阻止它们转化为角质细胞。在对人类皮肤细胞模型的分析中，研究小组发现，受特应性皮炎（湿疹）或银屑病影响的区域与同一人周围未受影响的皮肤之间SNHG的产生水平不同

结果可能表明，这些分子导致了这些炎症条件下的皮肤改变。该研究还揭示了关于基因组进化的重要见解，此前在体外进行的相同测试发现，其中一种RNA——SNHG7——对分离自一种猴子的皮肤细胞系没有影响

Matteo Vietri-Rudan博士说：“这意味着SNHG有时会‘突然’（从进化的角度来看）在细胞中从惰性变为活性。这可能是进化过程中开发新生物特征的强大驱动力。”

分子和进化生物学中的一个主要问题是了解基因组在进化过程中究竟是如何变化以获得新功能的，这项研究强调了基因组的这些非编码片段在其中可能发挥的作用

作者希望，进一步研究SNHG在分子水平上的工作方式，并研究它们在其他生物过程中的作用，例如在发育过程中，将更多地阐明非编码序列如何以及在多大程度上有助于跨物种新性状的进化及其对不断变化的环境的适应 More information: Matteo Vietri Rudan et al, Neutral evolution of snoRNA Host Gene long non-coding RNA affects cell fate control, The EMBO Journal (2024). DOI: 10.1038/s44318-024-00172-8

Journal information: EMBO Journal