Noncoding but nonexpendable: transcriptional regulation by large noncoding RNA in eukaryotes

摘要

Genome sequencing and annotation has advanced our understanding of genome organization and gene structure but initially only allowed predictions of how many genes might be present. Mechanisms such as alternative splicing reveal that these predictions only scratch the surface of the true nature of the transcriptome. Several thousand expressed partial gene fragments have been cloned but were considered transcriptional noise or cloning artifacts. We now know that genomes are indeed expressed at much higher levels than was previously predicted, and much of the additional transcription maps to intergenic regions, intron sequences, and untranslated regions of mRNAs. These transcripts are expressed from either the sense or the antisense strand and can be confirmed by conventional techniques. In addition to the already established roles for small RNAs in gene regulation, large noncoding RNAs (ncRNAs) are also emerging as potent regulators of gene expression. In this review, we summarize several illustrative examples of gene regulatory mechanisms that involve large ncRNAs. We describe several distinct regulatory mechanisms that involve large ncRNAs, such as transcriptional interference and promoter inactivation, as well as indirect effects on transcription regulatory proteins and in genomic imprinting. These diverse functions for large ncRNAs are likely to be only the first of many novel regulatory mechanisms emerging from this growing field.L'établissement de la séquence du génome et de son annotation nous a permis de comprednre son organisation et la structure des gènes, mais ne nous a permis initialement que d'estimer le nombre de gènes - les mécanismes tels que l'épissage alternatif nous démontrent qu'on ne fait qu'explorer la surface de la vraie nature du transcriptome. Des chercheurs ont cloné des milliers de fragments de gènes exprimés (ESTs) qui sont apparus comme des parasites de la transcription ou des artéfacts du clonage. Nous savons maintenant que les génomes sont exprimés à de plus haut niveaux qu'on ne l'avait anticipé de telle sorte qu'une grande part de la transcription additionnelle se fait dans des régions intergéniques, dans les séquences de l'intron et dans les régions non traduites de l'ARN messager. Ces transcrits s'expriment à partir du brin sens ou antisens comme le révèlent les techniques conventionnelles. En plus des rôles déjà bien définis des petites molécules d'ARN dans la régulation des gènes, de plus grosse molécules d'ARN non codantes (ncRNAs) apparaissent comme de puissants régulateurs de l'expresson des gènes. Dans cet article-synthèse, nous présentons brièvement quelques exemples de mécanismes de régulation impliquant les grosses molécules de ncRNA. Nous décrivons quelques mécanismes distincts incorporant les grosses molécules de ncRNA, par exemple l'interférence transcriptionnelle, l'inactivation du promoteur, les actions indirectes des protéines régulatrices sur la transcription et et l'empreinte génomique. Ces autres fonctions des grosses molécules de ncRNA sont fort probablement les premières tant d'autres à découvrir à propose des nouveaux mécanismes de régulation issus de ce champs de recherche novateur.