導(dǎo)語(yǔ)：
      現(xiàn)在關(guān)于lncRNA的研究已經(jīng)不在少數(shù)，關(guān)于它的功能大家也都一定的了解，從哺乳動(dòng)物基因組轉(zhuǎn)錄出多種不能編碼蛋白質(zhì)的lncRNA，它們通過控制細(xì)胞核中的核結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)錄以及通過調(diào)節(jié)細(xì)胞質(zhì)中的mRNA穩(wěn)定性，翻譯和翻譯后修飾而成為基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)中的重要調(diào)節(jié)劑。但是細(xì)胞中l(wèi)ncRNA的功能你是否已經(jīng)完全掌握了呢，不如和我們一起看看這篇文獻(xiàn)所做的細(xì)胞中l(wèi)ncRNA的功能總結(jié)吧！
參考文獻(xiàn)：
      Yao Run-Wen,Wang Yang,Chen Ling-Ling,Cellular functions of long noncoding RNAs.[J] .Nat. Cell Biol., 2019, 21: 542-551. IF：17.728

                                                                                            圖1：細(xì)胞中l(wèi)ncRNA的功能研究的常用方法
  細(xì)胞中l(wèi)ncRNA的功能主要分為6種：1、lncRNA在細(xì)胞核內(nèi)的功能2、lncRNA在染色質(zhì)結(jié)構(gòu)中的作用3、 lncRNA在染色質(zhì)重建中的作用4、 lncRNA在轉(zhuǎn)錄調(diào)控中的作用5、 lncRNA在核體調(diào)節(jié)中的作用6、lncRNA在細(xì)胞質(zhì)中的功能。
  1、 lncRNA在細(xì)胞核內(nèi)的功能
  lncRNA多數(shù)定位在細(xì)胞核， 是因?yàn)閘ncRNA上的Alu元件表現(xiàn)出C富集，是靈長(zhǎng)類特異性的短散布核元件（SINE），通過與核基質(zhì)蛋白HNRNPK的結(jié)合促進(jìn)lncRNA核保留。lncRNA上含有的與核蛋白相關(guān)的順式元件可以防止核蛋白流出細(xì)胞核，并成為核組織和功能的調(diào)節(jié)者。
  2、 lncRNA在染色質(zhì)結(jié)構(gòu)中的作用
  為協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)錄調(diào)控，間期染色體結(jié)構(gòu)嚴(yán)密。如圖2所示，紅色的lncRNA可以在不同水平調(diào)節(jié)基因組組織。

   
圖2  b：lncRNA調(diào)節(jié)染色體的結(jié)構(gòu)c，d： lncRNA調(diào)節(jié)不同染色體之間和染色體內(nèi)部的相互作用。XCI：X染色體失活，Xi：無(wú)活性X染色體，Xist：X染色體特異性失活轉(zhuǎn)錄因子，LBR：核纖層蛋白受體，F(xiàn)irre：從X染色體轉(zhuǎn)錄并逃脫X染色體失活的RNA，可與hnRNPU結(jié)合
  3、lncRNA在染色質(zhì)重建中的作用
  許多核定位的lncRNA，無(wú)論是順式或反式，都與染色質(zhì)及染色質(zhì)重建有關(guān)。Xist與維管介質(zhì)直接相互作用，用于為HCOOH和甲狀腺激素受體（SMART）/組蛋白去乙酰化酶1（HDAC1）相關(guān)的阻遏蛋白。 SHARP反過來(lái)招募SMART及其相互作用的HDAC3，導(dǎo)致組蛋白去乙酰化和轉(zhuǎn)錄抑制。染色質(zhì)調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)逐步募集到未來(lái)的Xi最終導(dǎo)致廣泛的轉(zhuǎn)錄沉默。
  Mhrt（肌球蛋白重鏈相關(guān)RNA轉(zhuǎn)錄物）是源自肌球蛋白重鏈7基因的反義轉(zhuǎn)錄的可變剪接的細(xì)胞核保留的lncRNA簇。 Mhrt通過拮抗Brg1保護(hù)心臟免于病理性肥大，Brg1是已知促進(jìn)病理性心臟肥大的BAF染色質(zhì)重塑復(fù)合物的催化亞基。Mhrt通過與RNA解旋酶結(jié)構(gòu)域（Brg1和 DNA結(jié)合位點(diǎn)）相關(guān)聯(lián)將Brg1從靶基因組基因座上隔絕。

圖3：lncRNA促進(jìn)或抑制染色質(zhì)修飾體的聚集SMART：維HCOOH和甲狀腺激素受體的沉默介質(zhì)，HDAC1 ：組蛋白去乙酰化酶1，SHARP： HDAC1相關(guān)的阻遏蛋白，Mhrt：肌球蛋白重鏈相關(guān)RNA轉(zhuǎn)錄
  4、 lncRNA在轉(zhuǎn)錄調(diào)控中的作用
  lncRNA可以通過形成R-環(huán)結(jié)構(gòu)聚集轉(zhuǎn)錄因子或通過干擾靶向基因座處的Pol II轉(zhuǎn)錄直接調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄。一些反義lncRNA通過形成R-環(huán)（具有與雙鏈DNA雜交的RNA的三鏈核酸結(jié)構(gòu)）調(diào)節(jié)正義mRNA轉(zhuǎn)錄。 R環(huán)的局部形成可以使順式連接lncRNA并將轉(zhuǎn)錄輔因子募集到相應(yīng)的啟動(dòng)子區(qū)域。例如，Khps1以反義方向轉(zhuǎn)錄為原癌基因SPHK1。將Khps1連接到SPHK1轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)（TSS）上游的同型嘌呤拉伸導(dǎo)致形成R-環(huán)，其將組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶p300 / CBP錨定在SPHK1啟動(dòng)子上（圖4f）。
  在啟動(dòng)子Pol II復(fù)合物中參入Alu RNA并在純化的Pol II轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)和細(xì)胞中阻斷轉(zhuǎn)錄起始（圖4g）。 Alu RNA含有兩個(gè)松散的結(jié)構(gòu)域，每個(gè)結(jié)構(gòu)域結(jié)合一個(gè)Pol II分子對(duì)轉(zhuǎn)錄抑制至關(guān)重要。一旦從預(yù)啟動(dòng)復(fù)合物上移除Alu，轉(zhuǎn)錄恢復(fù)。
  轉(zhuǎn)錄延伸也由lncRNA調(diào)節(jié)。與Alu和B2 RNA一樣，7SK RNA是Pol III轉(zhuǎn)錄的另一種豐富的RNA。它與陽(yáng)性轉(zhuǎn)錄延伸因子b（P-TEFb）結(jié)合并抑制其激酶活性，這是Pol II延伸65所需的（圖4g）。作為7SK RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物的一部分，DEAD-box RNA解旋酶DDX21以RNA解旋酶依賴性方式促進(jìn)P-TEFb從該抑制復(fù)合物中的釋放，導(dǎo)致C-末端結(jié)構(gòu)域的Ser2的磷酸化增加（圖4g）。
  RNA聚合酶I（Pol I）轉(zhuǎn)錄也可以由lncRNA調(diào)節(jié)。例如，SLERT根據(jù)其snoRNA末端從其轉(zhuǎn)錄位點(diǎn)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中。在細(xì)胞核中，SLERT與DDX21相互作用，DDX21以不依賴于RNA解旋酶的方式結(jié)合并抑制Pol I.。SLERT結(jié)合改變DDX21構(gòu)象并釋放DDX21和Pol I機(jī)制之間的抑制性相互作用，從而促進(jìn)rDNA轉(zhuǎn)錄（圖4h）。

圖4：lncRNA可以通過形成R-環(huán)結(jié)構(gòu)聚集轉(zhuǎn)錄因子或通過干擾靶向基因座處的Pol II轉(zhuǎn)錄直接調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄 g：lncRNA干擾Pol II聚合體。P-TEFb：陽(yáng)性轉(zhuǎn)錄延伸因子b，DDX21 ： DEAD-box RNA解旋酶f：lncRNA通過形成R環(huán)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄。Khps1：原癌基因SPHK1反義轉(zhuǎn)錄的lncRNA，p300 / CBP ：組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶h：轉(zhuǎn)錄或lncRNA基因座調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄。SLERT：snoRNA末端的lncRNA增強(qiáng)前體核糖體RNA轉(zhuǎn)錄 

  5、 lncRNA在核體調(diào)節(jié)中的作用
  核體（NBs）是動(dòng)態(tài)的無(wú)膜RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物。 lncRNA調(diào)節(jié)NB的完整性和功能，在轉(zhuǎn)錄后水平改變的基因表達(dá)。

                  圖5：lncRNA在核體調(diào)節(jié)中的作用Paraspeckle：“核斑”，NEAT1：核內(nèi)富集分轉(zhuǎn)錄本1，MALAT1：肺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1
  6、lncRNA在細(xì)胞質(zhì)中的功能
  許多l(xiāng)ncRNA被輸出到細(xì)胞質(zhì)，在細(xì)胞質(zhì)中調(diào)節(jié)mRNA穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)翻譯并干擾翻譯后修飾（PTM）。
  lncRNAs可以通過多種方式影響mRNA的轉(zhuǎn)換。首先，它們可以通過相關(guān)的miRNA調(diào)節(jié)mRNA穩(wěn)定性。Cyrano也與miR-7結(jié)合，但這種lncRNA不是隔離miR-7，而是通過促進(jìn)3'末端的拖尾和修剪來(lái)促進(jìn)其有效破壞，從而誘導(dǎo)靶向RNA指導(dǎo)的miRNA降解，導(dǎo)致Cdr1在大腦中積累。 Cyrano缺乏使miR-7積累，導(dǎo)致Cdr1在神經(jīng)元中降解（圖6k）。這些研究結(jié)果表明，ceRNA理論比以前認(rèn)為的要復(fù)雜得多，不同類型的ncRNA可以協(xié)同工作以建立復(fù)雜的監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)。其次，lncRNAs可通過募集蛋白質(zhì)來(lái)降解mRNA來(lái)調(diào)節(jié)mRNA的穩(wěn)定性。 例如，一組含有Alu的lncRNA可以反式激活Staufen 1（STAU1）介導(dǎo)的mRNA衰變（SMD）。 靶向SMD的mRNA在3'-UTR內(nèi)含有Alu元件，其可以與lncRNA中的互補(bǔ)Alu堿基配對(duì)以形成雙鏈RNA（dsRNA），這是STAU1識(shí)別的結(jié)構(gòu)。（圖61）。第三，lncRNA可以作為參與mRNA衰變的RBP的分子誘餌起作用。 NORAD是哺乳動(dòng)物中豐富且保守的lncRNA，在細(xì)胞質(zhì)中充當(dāng)PUMILIO 1和PUMILIO 2（PUM1 / 2）的儲(chǔ)庫(kù)，以限制它們靶向mRNA降解的可用性（圖61）。
  lncRNA參與翻譯調(diào)控。例如，lincRNA-p21與HuR相互作用，這種結(jié)合有利于let-7 / Ago2的募集使lincRNA-p21不穩(wěn)定。在喪失HuR后，lincRNA-p21通過堿基配對(duì)積累并與JUNB和CTNNB1 mRNA結(jié)合，通過募集翻譯阻遏物Rck129來(lái)抑制它們的翻譯（圖6m）。lncRNAs也可以激活mRNA翻譯。幾種lncRNA通過掩蔽由PTM酶或PTM位點(diǎn)結(jié)合的位點(diǎn)來(lái)調(diào)節(jié)PTM。 lnc-DC調(diào)節(jié)STAT3的磷酸化，STAT3是控制DC分化的TF131。Lnc-DC通過阻止蛋白酪氨酸磷酸酶SHP1的結(jié)合直接結(jié)合STAT3并促進(jìn)Tyr705的磷酸化（圖6n）。

圖6：lncRNA在細(xì)胞質(zhì)中的功能Cdr1as：小腦變性相關(guān)蛋白1反義轉(zhuǎn)錄的circRNA，Cyrano ：一種 lncRNA，STAU1 ： Staufen 1 蛋白，SMD ： STAU1 介導(dǎo)的mRNA降解，NORAD ：由DNA損傷激活的lncRNA，RISC：RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體，Lnc-DC：在人常規(guī)樹突細(xì)胞質(zhì)中專一表達(dá)lncRNA