大脑中RNA被编辑的位置可以帮助我们理解神经发育和疾病

西奈山医学院的研究人员已经编目了大脑中数千个RNA在人类一生中被修改的位点，这个过程被称为腺苷-肌苷(a -to-i)编辑，为理解大脑发育的细胞和分子机制以及它们如何影响健康和疾病提供了重要的新途径。

一项研究发表在细胞的报道，该团队描述了大脑中RNA编辑的速度如何随着个体年龄的增长而增加，这对剖析一系列神经发育和衰老障碍中a -to- i编辑改变的病理具有意义。

西奈山伊坎医学院精神病学、遗传学和基因组科学助理教授、西维尔自闭症研究和治疗中心成员、资深作者迈克尔·布林博士说:“我们的工作为通过a -to- i编辑RNA修饰在人类大脑发育过程中的贡献提供了更细致和准确的见解。”

“该领域已经在大脑中确定了数百万个A-to-I位点，这使得确定其中哪些位点在生理上可能具有重要意义变得特别具有挑战性。我们将范围缩小到大约10,000个位点，这些位点从胎儿早期发育到晚期衰老都具有潜在的功能作用。通过提供这些位点的图谱，我们打开了通过A-to-I RNA修饰进一步了解脑神经发育的大门。”

DNA掌握着人类和其他生物的基因蓝图，但RNA实际上是执行指令来创造功能蛋白质的。在RNA上积累的修饰可以改变蛋白质的最终功能。ADAR酶家族引入了这些单独的A- i变化。这些编辑中的少数已知在胎儿发育早期通过调节大脑中的突触传递和神经元信号发挥着重要的生理作用。这项工作表明，在人类的一生中，大脑中的RNA积累了数千次单独的编辑，随着我们年龄的增长，这些变化可能会产生功能上的影响。

西奈山的研究生成并汇编了800多人的大脑rna序列数据。这些数据涵盖了产前和产后发育的所有阶段，从最早的胚胎祖细胞到百岁老人功能不同的脑组织。这一广泛的研究使研究人员能够开发出一种模型，首次描述了a -to- i编辑在一生中是如何演变的，其中未经编辑的RNA在胎儿发育期间表达，并可能翻译成蛋白质，而经过编辑的RNA在成人大脑中更丰富。

布林博士指出:“这意味着在年龄较大时，a -to- i编辑的频率和编辑速率通常较高，包括稳定RNA结构和调节RNA与microrna相互作用的方式。”他的研究小组还了解到，这些a -to- i位点的一个子集将新的氨基酸替换引入大脑的蛋白质编码区，这一事件被称为RNA编码。这是一个特别重要的发现，因为RNA编码对蛋白质具有直接的功能和/或结构影响。

西奈山医学院的研究小组还试图回答这样一个问题:随着个体年龄的增长，基因变异如何解释A-to-I基因编辑的一些差异。他们了解到，由于编辑位点在胎儿发育早期受到强烈的调控，基于独特的遗传变异，数千个位点的编辑水平存在显著差异。这种差异在出生后的发育过程中逐渐显现出来。从基础科学的角度来看，研究人员发现的动态调控位点为未来通过a -to- i编辑来操纵早期大脑发育的基本机制提供了许多途径。

布林博士之前的工作-他的实验室在功能基因组学，计算生物学神经科学发现，A-to-I的编辑在大脑中被打乱了大脑来自神经发育障碍患者的组织。

他说:“这项工作为我们在一系列神经发育和衰老障碍中解剖改变的a -to- i编辑的病理意义提供了直接途径。”“现在比以往任何时候都更清楚，阐明RNA编辑的动态调控可以为它们在促进健康和疾病方面的作用提供独特的见解。”