知名华人学者发文：与免疫、癌症有关的基因表达机制

　　

选择性多聚腺苷酸化（APA）是一种RNA加工机制，通过在同一基因的RNA转录物上产生不同的末端来调控基因的表达。科学家们描述了APA的一个重要功能，即允许某些mRNAs到达蛋白质合成的特定位点，从而确定mRNAs在细胞内的去向。

Wistar研究所的Bin Tian博士是基因表达与调控项目的负责人之一，也是该研究的资深作者。他的实验室是最先利用基因组学和生物信息学方法发现APA广泛存在的实验室之一。

在基因转录之后，信使RNA经过化学修饰成为成熟的RNA分子，可以离开细胞核并执行它们的功能。其中一种修饰是聚腺苷化，它可以防止RNA降解，并有利于将其转化为蛋白质。

通过APA，一个基因可以在多个位点聚腺苷化，导致mRNA具有不同的编码序列和/或调节区域(3'非翻译区域或3' utr)，称为亚型。编码相同蛋白质的转录本在细胞中可能有不同的命运，因为不同的3' utr，其中包含mRNA代谢的调节元件。这极大地增加了我们基因组的复杂性，因此需要更少的基因来编码细胞所需的所有蛋白质。

Tian及其同事使用功能基因组学方法分析了APA亚型在小鼠细胞中的分布。生物信息学分析和机器学习方法显示，APA通过调节mRNA 3' utr，影响mRNA和内质网(ER)之间的连接，内质网是一种构建、包装和运输蛋白质的管道网络。

他们将这种机制命名为不依赖翻译的内质网关联(translation-independent ER association，TiERA，生物通注），并发现一些mRNA具有特定的序列和结构，这些序列和结构决定了它们发生APA并最终与内质网关联的潜力。

Tian教授说:“当mRNA离开细胞核转移到细胞质时，它们需要被正确地引导到蛋白质翻译的适当位置。”“细胞质对RNA分子来说是一个巨大的空间：相比之下，想象一下进入一个棒球场，需要指引才能到达你的座位。”

研究小组发现，具有较高TiERA的mrna倾向于编码信号蛋白，这些蛋白通过发送、接收和处理信号来响应环境的变化，从而帮助细胞相互沟通。

他们提出，APA通过在重要信号事件发生的特定细胞位置锚定特定的ER mRNA亚型，从而使这一过程更加有效。

Tian教授说:“根据我们的模型，内质网可以作为一个支架，在最需要的地方保存蛋白质。”“这将提供一个平台，让事件在细胞中正确的位置有效地发生。”

（生物通）

原文检索：

Larry C. Cheng, Dinghai Zheng, Qiang Zhang, Aysegul Guvenek, Hong Cheng, Bin Tian. Alternative 3'UTRs play a widespread role in translation-independent mRNA association with endoplasmic reticulum. Cell Reports, 2021 DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109407