营养所研究发现RNA编辑酶在细胞分泌过程中的调控功能

2010-10-25 17:01 来源: 中国科学院
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  最近,美国《实验生物学联合会会刊》 (The FASEB Journal)发表了中科院上海生命科学研究院营养所刘勇研究组在RNA编辑与细胞分泌功能研究方面所取得的最新进展——Deficiency in RNA editing enzyme ADAR2 impairs regulated exocytosis。

  RNA编辑(RNA editing)泛指真核细胞中对RNA分子在转录后进行再加工和修饰的过程,能够使基因编码的遗传信息在RNA水平上进一步产生多样性与可塑性。RNA腺苷脱氨酶ADAR (Adenosine Deaminase Acting on RNA) 家族的RNA编辑酶ADAR1和ADAR2,能识别特定RNA底物分子中的腺苷(A)并催化其水解脱氨成为肌苷(I),因此RNA编辑可以改变mRNA所编码蛋白质分子的功能活性,影响mRNA的稳定性,或参与microRNA的加工成熟以及改变microRNA对其底物RNA分子的识别等一系列重要的生物学过程。在中枢神经系统中,A-to-I编辑通过选择性调节关键离子通道和神经递质受体的功能特性,从而发挥及其重要的生理学功能。刘勇研究组此前发表的研究工作显示,在胰岛β细胞中ADAR2介导的RNA编辑过程受机体营养与能量代谢状况的调控(Gan et al. JBC 281:33386-94,2006),但ADAR2在专职分泌的细胞中行使怎样的细胞生物学功能却依然不明了。

  为进一步探寻ADAR介导的RNA编辑在代谢平衡相关调节过程中的功能,刘勇研究组博士研究生杨柳、赵丽韵等通过研究发现,特异性地抑制ADAR2编辑酶的表达,能够显著削弱葡萄糖刺激下β细胞或胰岛中的胰岛素分泌,也同样导致PC12细胞分泌能力的缺损,而且ADAR2对细胞分泌过程的影响依赖于其编辑酶的催化活性。在β细胞中,ADAR2的缺失虽然不影响胞内钙离子的动员激活,却显著削弱由钙离子激发的细胞膜电容变化,还导致锚定于细胞膜上胰岛素分泌囊泡数量的降低,并伴随着参与细胞胞吐过程的重要调节因子Munc18-1和Synaptotagmin-7其表达水平的下调。

  这些结果表明,ADAR2编辑酶介导的RNA编辑作为一种基因转录后的调控机制,参与了细胞胞吐这一过程的调节。这为深入了解RNA编辑在中枢神经或外周组织的细胞分泌、代谢平衡等方面所发挥的作用提供了机制上的新线索。

  此项工作得到国家973研究计划、国家自然科学基金委重点项目、上海市科委和中科院知识创新工程的经费资助。