编排microrna目标舞蹈
科学家们在寻求理解microRNAs如何调节基因,从而如何在分子水平上影响人类疾病的过程中面临着一个难题:这些微小的RNA分子如何在拥挤的细胞舞池中找到它们的伙伴,称为信使RNA ?
MicroRNAs与信使rna配对以降低蛋白质的产生。但在人群中有更多的信使RNA,这让科学家们思考microRNAs如何有效地调节大量过量的信使RNA伙伴。
德克萨斯大学西南医学中心的分子生物学家通过应用最新的基因编辑技术,结合使microRNA靶标产生荧光绿色蛋白质的传统方法,发现了一种新的机制,可以编排这种复杂的分子舞蹈。成功的“舞蹈动作”——称为Argonaute磷酸化——使microRNA能够更有效地转换信使RNA的舞蹈伙伴。
“我们的研究解决了一个基本问题,即microRNA如何能够调节大量的目标信使rna,即使microRNA的数量大大超过,”UT西南大学霍华德休斯医学研究所研究员、分子生物学教授Joshua Mendell博士说。
微通路癌症研究CPRIT学者门德尔博士说,对健康和疾病至关重要,可以作为基因的一种音量控制,降低特定蛋白质的表达。例如,UTSW的研究人员此前发现,microRNA途径的缺陷有助于某些儿童癌症,特定的microRNA可以通过调节肿瘤抑制基因或肿瘤促进基因来加速或抑制癌症。MicroRNAs在包括心脏病在内的许多其他疾病中发挥着重要作用。
CRISPR基因编辑技术允许科学家在数百万个细胞中关闭每个细胞中的不同基因。当影响microRNA通路的基因被关闭时,细胞变得更加荧光,这导致科学家发现了控制microRNA-靶标相互作用的新的磷酸化机制。
“这项研究揭示了microRNA途径的一个新的和基本的方面,其中磷酸盐分子被快速添加和从途径中的关键蛋白质中去除。我们相信这种机制允许microrna与目标信使rna接触,使它们沉默,然后有效地转移到下一个目标,”第一作者瑞安·戈尔登说,他是德克萨斯大学西南分校医学科学家培训计划的学生,也是Mendell实验室的成员。
除了对microRNA途径有了新的认识外,研究人员说,用于破译途径的独特技术组合应该广泛适用于其他生物学问题,使实验室能够快速识别重要遗传途径的关键成分。
“这项研究是第一次用这种实验策略在全基因组范围内研究microRNA通路。这是一种非常有效的方法。这项工作提供了一种方法,可用于研究许多不同的生物医学问题,”哈罗德C.西蒙斯综合癌症中心的成员门德尔博士说。
这项研究发表在杂志上自然.
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