tRNA及其衍生物对骨骼肌发育的作用

作者：伊旭东; 赵甜甜; 庞卫军^*

来源：中国生物化学与分子生物学报, 2021, 37(09): 1180-1187.

DOI：10.13865/j.cnki.cjbmb.2021.02.0543

• 转运RNA
• 转运RNA衍生物
• 肌肉发育

骨骼肌是人和家畜重要的组织,骨骼肌发育调控机制的研究对于肌肉疾病的诊断治疗和家畜肉质改善具有重要意义。骨骼肌发育受MyoD、Myf5、Mrf4和Mef2等因子以及AKT/mTOR、p38/MAPK和Wnt/β-catenin等信号通路的调节,此外,lncRNA、miRNA和circRNA等非编码RNA也被陆续证明可以调控骨骼肌发育。但骨骼肌发育调控的详细机制仍存在许多未知。tRNA由76～90个核苷酸组成,主要功能是通过转运氨基酸参与蛋白质的合成,并涉及应激信号转导。此外,在压力应激条件下,tRNA会被多种RNA水解酶切割成各种小分子非编码RNA即tRF(tRNA-derived RNA fragments, tRFs)。不同于lncRNA和miRNA等对肌肉发育的转录后调控,tRNA对肌肉发育的影响主要限于线粒体,线粒体对于肌肉的能量代谢与氧化还原尤为重要,由于人的线粒体仅携带22个tRNA基因,缺乏替代和补偿机制,所以线粒体tRNA基因突变会导致多种肌病,此外,tRNA还可以通过调节蛋白质合成影响肌肉发育。tRF的长度和功能类似miRNA,但比miRNA更保守,普遍认为tRF具有极强的组织特异性、疾病特异性和时序特异性,骨骼肌中某些tRFs可能进入RNA干涉途径(RNA interference, RNAi)靶向某些基因,但总体来看,骨骼肌tRF的测序分析及其功能机制研究极少。线粒体tRNA基因突变种类尤为复杂,相关肌肉疾病诊断和治疗难度较大,是医学领域棘手的难题,较于其他小分子RNA,tRF研究起步晚,其种类的复杂性也给数据挖掘分析带来了极大挑战。本文深入探讨了tRNA与tRF的形成与调节功能,并从调控肌肉发育切入,针对二者在骨骼肌领域的研究进行综述,将加深对相关肌肉疾病的理解与认识,同时为研究骨骼肌的发育提供新思路。

• 单位
  西北农林科技大学; 动物科技学院