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Cell子刊:mRNA编辑的全局调控子

2014.2.11

  转录成为mRNA的基因组遗传信息,需要先经过加工,然后再翻译成为生物所需的蛋白质。现在,加州大学和印第安纳大学的研究人员,发现了一个能够广泛调控mRNA编辑的重要蛋白。这项研究于二月六日发表在Cell旗下的Cell Reports杂志上。

  这一调控机制有助于解释,为何在从海葵到人类的细胞中,相对有限的基因数能够为成千上万的mRNA和蛋白提供指令。此外,这一发现也有广泛的临床应用前景,可以帮助人们解析多种疾病背后的遗传学机制,寻找新的治疗靶点。

  “在许多人类疾病中RNA编辑都出现了问题,包括神经退行性疾病、癌症和血液疾病等,”加州大学的助理教授Gene Yeo说。“这是首次发现,一种蛋白就能对RNA编辑进行广泛的调控,可能还有更多这样的蛋白存在。我们不仅为人们提供了筛选这类蛋白的方法,也为研究人类疾病开辟了新的途径。”

  “基因要正确表达,就必须小心地从DNA转录为mRNA,然后再翻译成为功能性的蛋白,”文章的共同资深作者,印地安纳大学的助理教授Heather Hundley说。RNA编辑能够改变mRNA中的核苷酸,允许单个基因生成多种mRNA,这一过程受到不同调控模式的支配。然而,人们还不清楚RNA编辑的确切调控机制。

  研究人员使用秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)作为模式生物,通过高通量RNA测序在鉴定了四百多种新的mRNA编辑位点。他们发现,这些位点大多受到一种蛋白——ADR-1的调控。研究显示,这种蛋白并不直接编辑mRNA,而是与需要编辑的mRNA结合,并在此基础上调控RNA编辑的发生。

  “细胞处理遗传学代码的方式,类似于用计算机编程语言Java编写软件。两个系统都使用了中间代码,可以根据环境进行修改。”文章的共同第一作者,生物信息学博士Boyko Kakaradov说。

  研究人员强调,人体内不仅表达有与ADR-1类似的蛋白,还存在许多相同的mRNA靶标。“很可能人类也采用了类似的mRNA编辑调控机制,”Hundley说。下一步,她和同事将深入解析ADR-1这类蛋白调控RNA编辑的具体机制,希望能够对其加以利用,帮助人们治疗相关疾病。

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