Nature子刊：通过mRNA统御基因“帝国”

　　

生物通报道：人体组织含有数百种不同类型的细胞，这些细胞通过表达独特的基因，维持自己的形态和功能特征。神经元是大脑的功能单元，神经元前体分化为神经元的过程，需要同步激活成百上千的特异性基因。

那么这种同步性是如何在分子水平上实现的呢？南洋理工大学和Rutgers大学的研究团队在Nature Communications杂志上发表文章指出，许多编码神经元蛋白的信使RNA含有特殊的序列，使信使RNA在面对RNA结合蛋白TTP（tristetraprolin）时不稳定。

蛋白质合成的指令编码在细胞核内的基因组中。从这些指令到真正的蛋白质，需要经过转录和翻译这两个步骤。在转录过程中信使RNA（mRNA）读取基因的DNA序列，随后从细胞核移动到细胞质与核糖体汇合，作为蛋白质翻译的模板。（延伸阅读：Science：蛋白质翻译的真相）

研究人员发现，TTP在增殖的神经前体细胞和非神经元细胞中表达水平比较高。但在神经元形成过程中，TTP被miR-9下调。TTP/miR-9起到了开关的作用，既可以避免神经元mRNA出现在非神经元细胞，又可以确保这些分子在神经元中同步激活。

“对这么多基因进行统一调控并不简单，就像运营大型大公司或者控制银河帝国那样容易出错，”文章的资深作者Dr. Eugene Makeyev说。“我们的研究表明，在正常大脑发育中，mRNA稳定性调控是一个统筹基因表达改变的重要机制。”

如果mRNA的稳定性、细胞定位和翻译出现调控缺陷，就会引发严重的疾病，包括神经退行性疾病和癌症。实际上，有一部分TTP/miR-9的靶标基因已经和这些疾病关联起来。

这项研究为人们揭示了一个介导神经元分化的新机制，有助于开发新细胞疗法对抗神经疾病和神经退行性疾病。“在成年人大脑中，天然的神经元更新是非常有限的。随着人类平均寿命的不断延长，神经元替换也许有朝一日会成为一种常用的医疗程序，”Makeyev指出。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：A post-transcriptional mechanism pacing expression of neural genes with precursor cell differentiation status. Nature Communications