Science：应用RNA

2021年6月24日讯/BIOON/---哺乳植物中的X染色体失活（XCI）使得XX雌性绝对于XY雄性的X连锁基因表白程度相等。XCI进程由 Xist（X 染色体失活特同性转录物）节制，它在必要失活的X染色体中表白，在那边顺式积聚并招募基于染色质的基因缄默所需的因子。顺式限定在单个染色体区域的分子根底尚不分明，但人们以为这波及特定的Xist RNA联合卵白（例如CIZ1和SPEN）与核卵白支架之间的互相作用。

为了更好地相识Xist RNA的共同和不寻常的行动，来自英国牛津年夜学的研讨职员在一项新的研讨中，开辟出RNA-SPLIT（sequential pulse localization imaging over time, 光阴序列脉冲定位成像）：一种在阅历XCI的细胞中对单个Xist分子进行光阴分辩成像的办法。他们应用BglG/Bgl茎环体系来标志特定的RNA和一种BglG-HaloTag交融卵白。在活细胞（用多西环素诱导的Xist RNA进行改革的小鼠XX胚胎）顶用分歧的荧光HaloTag配体间断脉冲，使得他们可能使用超分辩率三维构造照显明微镜（3D-SIM）对繁多Xist RNA分子进行光阴分辩率成像。相关研讨成果近期颁发在Science期刊上，论文题目为“Time-resolved structured illumination microscopy reveals key principles of Xist RNA spreading”。

与曩昔的任务一致，这些作者察看到每个细胞中由年夜约50到100个Xist分子构成的区域（下称Xist区域）。他们确定了诱导后1.5至5小时的光阴窗口，在此时代，他们可以定量确定Xist分子在Xist区域内的逐步添加，被称为扩大阶段（expansion phase）。一个较晚的光阴点（诱导后24小时）被作为稳态下Xist RNA行动的代表。RNA-SPLIT的利用使他们可能丈量这两种阶段中Xist RNA动静的症结参数。在扩张期和稳按期，Xist分子别离年夜约每2或4小时周转一次。通过多西环素冲洗克制Xist转录，招致Xist RNA稳定性显明添加，这标明存在一种反应机制来均衡转录和周转率。他们察看到在扩大阶段Xist RNA区域的径向逐步扩展，估量速率为每小时8立方微米。径向扩展在稳定状态下并不显明，这标明一旦树立了X染色体失活，Xist RNA分子就会以一种更随机的方式定位。RNA-SPLIT进一步显示，新合成的Xist分子次要定位于存在事前合成的Xist分子的位点---他们称之为耦合（coupling）。

RNA-SPLIT可以对Xist RNA定位和相关RNA联合卵白的作用进行功效阐发，图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abe7500。

这些作者扩大了他们的阐发，以探求剔除CIZ1和SPEN的影响，这两个因子与Xist RNA的定位温柔式限定无关系。CIZ1的功效丢失招致Xist RNA在分解的细胞中普遍地分布于细胞核，这会添加Xist RNA的转录程度和稳定性。虽然Xist RNA普遍分布于细胞核，但之前合成和新合成的Xist分子的耦合仍旧保留。SPEN的功效丢失招致了Xist RNA长间隔定位存在严重缺点，下降了Xist RNA的稳定性，并毁坏了Xist RNA的耦合。SPEN在Xist RNA行动中的功效与它在XCI中基于染色质的基因缄默中的功效在上是可拆散的。

综上所述，RNA-SPLIT的开辟使得XCI树立进程中单个Xist分子的空间定量阐发成为能够。这种办法的利用提醒了Xist RNA行动（包含对Xist周转和转录的反应节制、Xist RNA扩散的能源学以及之前合成和新合成的Xist分子的耦合）的根本准绳。除了这些见解之外，RNA-SPLIT还匆匆进了人们对CIZ1和SPEN因子若何影响Xist RNA行动和定位的分歧方面的懂得。（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

Lisa Rodermund et al. . Science, 2021, doi:10.1126/science.abe7500.