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Illustration of miRNAs

微RNA共同努力,调基因表达在大脑

罗利mcelvery

 

从生物学的麻省理工大学的一项新研究表明,我们可能需要重新考虑如何的RNA一定操作冲击发育和疾病。

根据生物学的“中心法则”,DNA被表达为蛋白质之前转换成信使RNA(mRNA)。然而,并非所有的RNA是注定要成为蛋白质。微RNA(miRNA)是小的,非编码RNA,其通过结合至mRNA的去稳定和他们减少它们的表达调节多种细胞过程。

单一的miRNA可以针对数百种不同的mRNA。然而,在其自己的,单独的miRNA仅由约10-20%每阻抑mRNA靶的表达。因为单个miRNA的作用是如此温和,研究人员无法了解他们如何能发挥过这么多的过程,强大的控制。有一种理论认为,而不是单独行动,或许多个miRNA结合在演唱会发挥提高压制相同的靶mRNA。然而,很少有研究探讨了这一理念的深入,或这种共同监管的鉴定的实例。

在一个 新的研究 出版于 基因组研究 10月24日,ag真人平台注册的生物学家们能够在大脑彼此协作来抑制基因表达精确特异性miRNA - 添加可信的概念,即miRNA的意见常常互相协作。

“的想法,可能的miRNA通过成绩单在一起已经有一段时间了联合靶向组工作,说:”詹妮弗cherone,该研究报告的主要作者。 “但它只是在最近,某些关键的进步 - 样的成绩单哪里结束更好的注解和miRNA靶位点的更精确的预测 - 使我们能够发现这些关系和严格的实验室测试他们”

利用强大的计算分析,比较不同的miRNA的靶台,cherone能够识别数百个不同的miRNA,其中 - 尽管他们的序列差异 - 结合许多相同的mRNA。所有她检查的组织中,大脑似乎有最共同目标。所以她眯起重点探索短短两年的miRNA一起工作存在的职能重叠:MIR-138和miR-137。

Microscopy image of neurons
这些细胞在分化成神经元的过程中,被染成所以肌动蛋白出现绿色,微呈红色。信用:詹妮弗cherone,在ag真人平台注册科赫研究所

如果她从细胞中剔除的miR-138,他们不再能分化成为神经元。然而,当她加入的miR-138的共同目标合作伙伴,MIR-137,细胞能够再次分化。

“这是一个非常有趣的观察,这两种miRNA之间的重叠的功能演示,”她说。 “如果他们共享目标之一的miRNA可以拯救一所完全不同的miRNA的损失。”

cherone接着在大脑中确定miRNA的整个组,九总,也有相似的目标。她选择了几个基因靶向由三个或三个以上的这些miRNA,和突变的miRNA的网站的每一个可能的组合来确定自己的个人贡献。她最终确定,miRNA的子集可以抑制五年和十倍之间的基因表达,如果他们在同一时间表示,并结合紧密。

根据cherone,“通过的miRNA看到十倍压制是前所未闻的。”如此强大的压制可能会产生严重的表型的后果。她认为这一发现对实验室的先进计算策略,这使他们能够系统地,无偏识别的miRNA一起工作和它们的目标基因。

为什么会一个单一的基因由这么多不同的miRNA进行监管?有收购网站为许多不同的miRNA比路径来获取网站的相同的miRNA更进化路径。并且,作者解释,这种布置可以允许细胞类型特异性表达的更精确的控制。

考虑到他们感兴趣的miRNA在大脑中主要的工作中,研究人员想知道为什么这个组织可能需要那么多的共同目标。一个想法是,在大脑中的mRNA往往有更多的地方miRNA可结合发挥其功效越长的区域。另一种可能是在大脑中表达必须特别是微调,因为过多或过少的表达可能对神经功能和发展造成严重后果。例如,脆性X关联震颤/共济失调综合征(FXTAS)可以导致从在蛋白质水平相当的细微变化。

“共同目标似乎是在许多组织中广泛存在,不只是大脑,说:”资深作者克里斯托弗·比尔格,在ag真人平台注册生物学教授。 “这意味着,策略以调节miRNA活性的基因或治疗方面将是最有效的,当他们考虑到其他miRNA的水平,与感兴趣的miRNA的频频合作伙伴。”

“现在是时候开始miRNA的思想作为网络一起工作,而不是个别单位工作,” cherone说。 “如果你想知道一个给定的miRNA的功能,你必须了解它与合作的组,该组内探索它的功能。”

顶部图像:通过miRNA的图形说明共定位。信用:詹妮弗cherone。

引文:
“在大脑中的microRNA中cotargeting。”
基因组研究, 在线2019年10月24日,DOI: 10.1101 / gr.249201.119
珍米。 cherone,vjola jorgji,和克里斯托弗湾比尔格。