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mRNA成分的广泛偏斜表达与蛋白质生产的微调有关

长期以来,信使RNA一直是DNA和蛋白质之间的简单纽带,从来没有引起过太多的兴趣。但是洛克菲勒大学的最新研究表明,这种分子的作用出乎意料。

科学家说,通过发现mRNA分子成分表达中普遍存在的差异(某些情况不会发生),他们发现了有趣的表达模式,暗示了mRNA分子中某些区域的意外功能。

研究副教授玛丽·海恩斯(Mary Hynes)说:“我们在mRNA的两个部分的表达中发现了不平衡的比例,其中一个带有蛋白质的代码,而另一个没有,似乎不是随机发生的。”“我们怀疑其中一些偏斜的比例可能是调节蛋白质产量的一种机制,特别是在胚胎发育过程中,甚至在成年期。”

在《神经元》杂志上报道,研究人员的研究结果集中在信使RNA内的区域,信使RNA直接从一个基因转录,然后翻译为蛋白质。转录后,每个mRNA分子在其中间都具有一个编码序列,该编码序列将由该序列产生。编码序列的两侧是两个不继续产生蛋白质的部分:3'非翻译区(UTR)和5'UTR,其名称均来自糖主链。长期以来,人们一直认为这三个分子在单个mRNA分子中粘在一起。

Hynes小组使用洛克菲勒公司开发的一种称为翻译核糖体亲和纯化(TRAP)的技术,从胚胎小鼠的多巴胺神经元中分离了纯化的mRNA。他们使用浏览器显示了表达的mRNA的区域,得出令人惊讶的观察结果,多巴胺神经元中的许多基因显示了3'UTR mRNA序列的大量表达,而这些mRNA的编码区几乎没有表达。例如,Sox家族中的两个基因Sox11和Sox12就是如此,已知这两个基因有助于确定发育过程中细胞的命运。

在其他基因和其他组织中,分别出现了类似的红色或绿色偏斜模式,分别证明了3'UTR序列表达与编码序列之间存在差异。上图显示了小鼠胚胎的胸部区域中肌动蛋白,运动性和结构蛋白的mRNA成分的差异表达。图片来源:洛克菲勒大学

这与普遍的想法相矛盾,即一旦从基因转录了mRNA,则5'和3'UTR和编码区将作为一个单元,直到产生蛋白质并且mRNA降解为止。

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