RNA修饰发现提出了控制基因表达的新代码
芝加哥大学的科学家团队与特拉维夫大学的科学家们发现了一种新的细胞信号,为控制基因表达提供了一个有希望的新杠杆。该研究于2月10日在线发表在“ 自然 ”杂志上,描述了一种可以显着促进基因向蛋白质转化的小化学修饰。与其他最近的研究结果一起,这一发现丰富了分子生物学“中心法则”的一个关键新维度:内涵体。
“这一发现进一步打开了一个全新的生物学世界的窗口,供我们探索,”Chuan He,John T. Wilson杰出服务化学教授,UChicago霍华德休斯医学研究所研究员和该研究的高级作者说。“这些修改对几乎所有生物过程都有重大影响。”
分子生物学的中心法则描述了细胞途径,其中来自DNA的遗传信息被复制到临时RNA“转录物”中,其提供蛋白质产生的配方。自1956年弗朗西斯·克里克(Francis Crick)首次提出该理论以来,科学家们已经发现了对DNA和蛋白质进行多种修饰以调节这一过程。
然而,直到最近,科学家才开始专注于研究专门针对RNA步骤的动态修饰。在2011年,他的研究小组发现反转的最普遍的mRNA甲基N6甲基腺苷(米第一RNA脱甲基酶6 A),这意味着甲基的加入和除去可显着影响这些信使和影响基因表达的结果,如也见过DNA和组蛋白。随后,科学家发现m6A的动态和可逆甲基化显着控制了大多数细胞信使RNA(mRNA)的代谢和功能,从而产生了蛋白质。
在新的自然研究中,来自UChicago和特拉维夫大学的研究人员描述了第二种功能性mRNA甲基化,即N1-甲基腺苷(m 1 A)。作者发现,与m 6 A 一样,这种小修饰在进化上是保守的,并且存在于人类,啮齿动物和酵母中。但它的位置和对基因表达的影响反映了一种新形式的表位转录控制,并提出了一个更大的细胞“控制面板”。
“m 1 A 的发现非常重要,不仅因为它自身具有影响生物过程的潜力,而且因为它验证了不仅存在一种功能修饰的假设,”他说。“在不同的位点可能会有多种修饰,每种修饰都可能带有不同的信息来控制mRNA的命运和功能。”
研究人员估计m 1 A存在于超过三分之一表达人类基因的转录本上。与未经处理的基因相比,甲基化基因表现出增强的翻译,在所有细胞类型中产生几乎两倍的蛋白质水平。这种增加表明m 1 A,如m 6 A,可能是细胞快速增强数百或数千种特定基因表达的机制,可能是在细胞分裂,分化或压力等重要过程中。
“mRNA是调节基因表达的最佳位置,因为它们可以编码来自转录的信息并直接影响翻译;您可以在一组基因中添加共有序列,并使用序列修饰来同时轻松控制数百个转录本,”他说。“如果你想快速改变几百或一千个基因的表达,这就是最好的方法。”
然而,尽管它们具有互补作用,但m 1 A和m 6 A通过不同途径对mRNA发挥作用。虽然研究发现m6A主要定位于信使RNA分子的尾部,增加其翻译和转换率,但发现m 1 A主要靠近mRNA转录物的起始密码子,其中蛋白质翻译开始。不同的机制可以允许更精细地调整转录后基因表达,或在不同生理情况下选择性激活特定基因。
“这项研究代表了一个突破性的发现,在'外转录组'这个令人兴奋的新生领域,这就是RNA的调控方式,类似于基因组和表观基因组,”威尔康奈尔医学副教授克里斯托弗梅森说,他不是附属的随着研究。“这项工作的重要之处在于,最近发现m6A在基因末端富集,现在我们知道m 1 A有助于调节基因的起始,这就揭示了许多关于揭示'表示基因组'的问题。代码'就像组蛋白代码或遗传密码一样。“
未来的研究将探讨m 1 A甲基化在人类发展,糖尿病和癌症等疾病中的作用,以及其作为治疗用途靶标的潜力。
推荐内容
-
大象内皮疱疹病毒4的完整基因组测序
大象内皮药物疱疹病毒4的完整基因组,称为EEHV4(Baylor),已被贝勒医学院和约翰霍普金斯医学院的研究人员测序,揭示了这种特殊种类的大象内
-
人们吃富含坚果蔬菜和大豆的素食饮食可能会降低中风的风险
谁吃素食饮食中富含坚果的人,蔬菜和大豆可能有中风的不是谁吃的饮食,包括肉类和鱼类的人风险较低,根据刊登于2020年2月26日的研究报告,
-
由于柄部硬化植物根毛向外形成
一群国际研究人员已经发现植物根毛是如何长直发的。已经进行了许多关于根毛生长的研究,但直到现在还没有阐明抑制根毛生长的分子机制。...
-
在广泛的物种中 长寿蛋白会影响几十个相同的基因
无论一个生物是蠕虫,苍蝇,老鼠还是人类,死亡都不可避免地等待着。这些生物不仅有共同的命运,而且根据一项新的研究,他们可能会分享...
-
有希望的候选药物可以在多个阶段阻止疟疾寄生虫
国际研究小组表示,重新设计最初开发用于治疗皮肤病牛皮癣的分子可能会产生一种有效治疗疟疾的新药。该团队修改了一类称为泛酸酰胺的分...
-
应对碳:珊瑚鱼气候变化的遗传效应
一项新的研究揭示了鱼类可能经历的一些遗传变化,因为它们应对由于人为驱动的气候变化导致的海洋二氧化碳水平的增加。由沙特阿拉伯国王...
-
海拔高度加重儿童肺炎
一个国际研究小组发现肺炎的严重程度,肺部持续的细菌或病毒感染,可能受到儿童生活的高度以及孩子是否贫血的影响,并在儿科中发表他们...
-
创造越来越复杂的脑类器官
科学家改进了标准方案的初始步骤,并产生了显示区域化脑结构的类器官,包括视网膜色素细胞。该公告于今天由D& 39;Or研究与教育研究所的...
-
MERS疫苗正在寻求新的病毒爆发
沙特阿拉伯政府正在与制药公司讨论开发针对MERS冠状病毒的疫苗,因为该王国再次爆发疫情。本周,沙特阿拉伯卫生部证实了10起新的中东呼吸综
-
研究表明遗传物质的3D组织如何帮助物种长期存在
从父亲到儿童,遗传信息的传递需要在精子中仔细包装DNA。但是,自然包装这种DNA以备后代的方式尚不清楚。科学家利用新技术揭示成熟雄性生殖