Science首次揭示miRNA編碼的行為
日期:2015-10-26 08:51:08
MicroRNA(miRNA)是長約22nt的非編碼RNA,這些小RNA在天然細(xì)胞中大量存在,它們能與靶基因的mRNA配對,在轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)控目標(biāo)基因的表達(dá)。大量研究表明,microRNA控制著胚胎發(fā)育、細(xì)胞分化、器官生成等重要的生物學(xué)過程,對于正常發(fā)育、細(xì)胞生長和生物行為非常關(guān)鍵,而且與復(fù)雜的神經(jīng)退行性疾病有關(guān)。
Sussex大學(xué)的研究團(tuán)隊在十月二十二日的Science雜志上發(fā)表文章,首次揭示了一種控制精確行為的microRNA。如果這種microRNA發(fā)生了突變,果蠅幼蟲被顛倒之后就難以恢復(fù)自己的方位。
此前人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),microRNA能夠影響神經(jīng)系統(tǒng)的形成。這項研究表明,microRNA在行為控制方面也起到了重要的作用。
“從出生那一刻開始,所有動物(包括人類)的生存都依賴于自己的簡單行為,比如進(jìn)食所必須的原始反射。”Dr Alonso解釋道。“然而,我們對基因組如何編碼簡單行為還知之甚少。”
“這項研究的發(fā)現(xiàn)可以幫助我們理解人類疾病背后的具體機(jī)制,尤其是導(dǎo)致行為失調(diào)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病,比如帕金森病。”
研究人員最初是在研究microRNA對果蠅神經(jīng)系統(tǒng)的影響。鑒于某些microRNA的缺乏并未顯著影響神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),他們開始關(guān)注果蠅神經(jīng)系統(tǒng)能否正常發(fā)揮功能。
研究顯示,miR-iab4/8發(fā)生突變會影響果蠅幼蟲的行為能力。這些幼蟲被顛倒之后不能自主調(diào)整方向(self-righting)。果蠅是遺傳學(xué)研究中常用的模式生物,它們與包括人類在內(nèi)的高等生物共享許多基礎(chǔ)機(jī)制,而且繁殖速度快,容易在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)。
進(jìn)一步研究表明,這種突變影響了Hox基因Ultrabithorax。Ultrabithorax基因主要控制昆蟲中胸到腹部第一節(jié)的發(fā)育,去除該基因在特定神經(jīng)元中受到的抑制會導(dǎo)致self-righting缺陷。
這項研究為人們展示了一個由microRNA編碼的行為。研究人員指出,在果蠅和其他生物中應(yīng)該還有其它microRNA參與了行為控制。