这篇文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告:
本研究由Jong-Sun Lee、Tu Dan、He Zhang、Yujing Cheng、Frederick Rehfeld、James Brugarolas和Joshua T. Mendell等人共同完成。研究团队来自美国德克萨斯大学西南医学中心(University of Texas Southwestern Medical Center)的多个部门,包括分子生物学系、放射肿瘤学系、定量生物医学研究中心等。该研究于2025年4月17日发表在《Molecular Cell》期刊上。
本研究的主要科学领域是非编码RNA(lncRNA)在癌症中的作用,特别是其在核糖体生物合成和细胞增殖中的功能。癌症细胞通常通过增强核糖体的生产来支持其快速生长。尽管小核仁RNA(snoRNA)在核糖体生物合成中起关键作用,但其他非编码RNA在这一过程中的作用尚不明确。本研究旨在通过CRISPR干扰(CRISPRi)筛选,识别在肾细胞癌(RCC)中起关键作用的长链非编码RNA(lncRNA),并揭示其作用机制。
研究流程包括以下几个主要步骤:
CRISPRi筛选:研究团队首先在多个RCC细胞系(786-O、A-498和ACHN)中进行了CRISPRi筛选,以确定哪些lncRNA对RCC细胞的增殖和存活至关重要。他们构建了一个靶向753个候选lncRNA的单向导RNA(sgRNA)文库,并使用nuclease-deficient Cas9(dCas9-KRAB)进行基因敲低。通过高通量测序和MAGeCK分析,筛选出在多个RCC细胞系中均被显著耗竭的lncRNA。
功能验证:研究发现,lncRNA CRNDE在RCC细胞中高表达,并且其敲低显著抑制了RCC细胞的增殖。通过荧光显微镜和RT-qPCR等实验,进一步验证了CRNDE在RCC细胞中的功能。
亚细胞定位:研究团队通过细胞分馏和RNA荧光原位杂交(FISH)实验,发现CRNDE的一个特定异构体(CRNDEuce)主要定位于核仁,并参与了60S核糖体亚基的生物合成。
相互作用分析:通过RNA反义纯化和质谱分析(RAP-MS),研究团队发现CRNDEuce与真核起始因子6(eIF6)直接相互作用。进一步的实验表明,CRNDEuce通过与32S前体rRNA(pre-rRNA)碱基配对,促进了eIF6在pre-60S亚基上的加载。
机制研究:研究团队通过电泳迁移实验(EMSA)和免疫共沉淀(Co-IP)等实验,进一步阐明了CRNDEuce与eIF6的相互作用机制,并验证了CRNDEuce在60S核糖体亚基生物合成中的关键作用。
CRISPRi筛选结果:筛选发现,CRNDE在多个RCC细胞系中均被显著耗竭,表明其在RCC细胞增殖中起关键作用。
功能验证结果:CRNDE的敲低显著抑制了RCC细胞的增殖,并减少了DNA复制。此外,CRNDEuce在核仁中的定位进一步支持了其在核糖体生物合成中的作用。
相互作用分析结果:RAP-MS和Co-IP实验表明,CRNDEuce与eIF6直接相互作用,并通过与32S pre-rRNA碱基配对,促进了eIF6在pre-60S亚基上的加载。
机制研究结果:EMSA和Co-IP实验进一步验证了CRNDEuce与eIF6的相互作用机制,并揭示了CRNDEuce在60S核糖体亚基生物合成中的关键作用。
本研究发现,lncRNA CRNDE通过其超保守元件(UCE)在肾细胞癌中促进了核糖体生物合成和细胞增殖。CRNDEuce通过与32S pre-rRNA碱基配对,并招募eIF6,揭示了RNA引导的核糖体生产机制。这一发现不仅扩展了非编码RNA在核糖体生物合成中的已知机制,还为癌症治疗提供了新的潜在靶点。
研究团队还探讨了CRNDEuce在其他癌症类型中的潜在作用,并提出了其在癌症治疗中的应用前景。此外,研究团队还分析了CRNDEuce在核糖体生物合成中的具体作用机制,为进一步研究提供了重要的理论基础。