非编码RNAXist调节X染色体失活的分子机制

1、非编码RNAXist调节X染色体失活的分子机制X染色体失活是BarrML在分析应激引起猫神经元显微结构改变时偶然发现的巴氏小体1。LyonMF在1961年弄清了巴氏小体包含异染色质的X染色体,并由此认识了失活2。Xist介导的X染色体失活是表观遗传研究的一个典范,该系统能使一整条染色体变为异染状态。现就非编码RNAXist调节X染色体失活的分子机制综述如下。1Xist与X染色体的计数二倍体卵细胞中存在一种计数机制用于感知X染色体的数量,当它的数量超过1条时,只有一条X染色体上的Xic区诱导Xist的转录表达进而使其失活;同时,另一条X染色体被保护起来。对Xic区遗传缺失研究表明,Xist的转录

2、受Xic区的正调控和负调控,并且XistRNA的稳定性也影响其量的积累3。利用小鼠ES细胞基因敲除实验进一步研究Xic区中不同元件的功能,部分Xist的序列缺失不影响X染色体的计数,这表明对X染色体沉默有重要作用的Xist序列对染色体计数是非必需的;此外,Xist序列启动子区的缺失也不影响细胞的计数功能,表明Xist转录本身对计数是非必需的4。寻找卵细胞中的感受因子，以及如何介导Xist的转录表达，可能是X染色体计数机制研究的方向之一。2Xist与X染色体失活的选择X染色体的数量确定以后,卵细胞即启动选择机制来决定哪条染色体失活。近年用高分辨率的FISH研究证实在X染色体失活的关键时刻,2条染

3、色体紧密接触5。Nico-demi等用热力学原理发现X染色体紧密接触不久,蛋白栓的组成物质开始聚集在2条X染色体的Xic区周围，两团蛋白之间开始竞争；其中一个初具模型的蛋白栓勉强获胜并达到一个能级能够将形成2个栓的所有物质聚集为一个蛋白栓;最终的蛋白栓关闭了其所在X染色体上的Xist基因,维持了这条染色体的活性,另一条X染色体失活6。3Xist与X染色体失活的起始基于对X染色体的遗传学研究，鉴定出位于人Xq13上的一段区域对引发X失活是必要的，它因此被称为X失活中心(Xinactivationcenter,Xic)。通过图位克隆发现人的Xist(Xi-specifictranscript)基因

4、位于Xq13区带,并且只在失活的X染色体(Xi)上表达7oXist基因的产物使非编码RNA从Xic处转录并双向扩散至整个X染色体,导致异染色质化8。小鼠基因敲除实验证明Xist是X染色体失活必须的,从而确定了Xist作为关键调控基因的地位9。对实验小鼠进行的研究揭示了Xist基因表达以发育调控的方式进行。在胞内细胞群(ICM)2条X染色体均能以低水平表达Xist,但它们仅能在转录位点积累。X失活的起始早于囊胚期,约在胚胎发育的第5天左右,这时,2个Xist等位基因的表达也出现了差别，1个位点的XistRNA出现了高表达并且与失活X染色体顺式相连,另一个位点的Xist基因表达量仍保持低水平,带有

5、这个位点的X染色体就成为活性X染色体3。即在胚胎细胞分化过程中,雌性卵细胞经历了一个低水平双等位Xist基因表达一分化双等位Xist基因表达一高水平单等位Xist基因表达的过程。4Xist与X染色体失活的维持卵细胞中覆盖于失活X染色体上的XistRNA外观呈簇集颗粒状，其功能不受DNase与RNaseH的影响,这表明XistRNA并未与DNAg角4。XistRNA可能是通过使失活X染色体在S相复制起作用的,这同时导致在较晚复制的染色体上异染色质的形成10。XistRNA也可能在失活X染色体的组蛋白乙酰化调节中起作用,它可以阻碍组蛋白乙酰化转移酶的作用或召集组蛋白去乙酰化酶11。XIST并不足以维持体细胞杂交体中X染色体的失活，同时,XIST也不是X失活的维持所必需的,在X失活的维持中起主要作用的是DNA勺甲基化12o对X染色体失活机制的研究将有助于增加我们对基因表达调控机