神经细胞转录缓冲在此病的发生
信贷:科林behren Pixabay
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我们身体的每个细胞都能够打开或关闭基因(DNA),产生RNA,但是当基因是“打开”错误的水平会导致各种各样的健康状况。
Rett综合症是一种罕见的神经发育条件导致的损失随时间运动和语言能力的女孩。条件是由一个遗传变异引起的MECP2基因位于X染色体上,导致影响大脑中的神经细胞表达错了超过一千个基因。最终的结果是,Rett综合症神经细胞较小,更少的相互联系和电活性低于健康对照组。
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在发表的一项研究自然通讯,儿童医院的研究人员在詹姆斯·埃利斯实验室(SickKids)表明,此病的患者,神经细胞有一种方法来弥补这些基因变化通过这一过程被称为转录缓冲。
利用Rett综合症患者的干细胞,研究人员越来越神经细胞,采用一种特殊类型的RNA序列称为RATESeq。合作实验室的帮助下由Drs。迈克·威尔逊和奥利维亚Rissland RATESeq允许团队直接测量速度新的RNA是由细胞和分解。
“这项研究是世界上第一个测量相结合的转录和分解后的RNA分子在人类疾病,”博士说Deivid罗德里格斯,co-first该论文的作者之一,一名研究助理SickKids发育和干细胞生物学项目。“我们发现了令人兴奋的新见解,转录缓冲发生在此病的神经细胞,由RNA变化稳定。”
什么是转录缓冲?
RNA是通过一个称为转录过程,它发生在细胞核。然后结合RNA和蛋白质运输到细胞细胞质最终分解。
在缺乏MECP2基因Rett综合症神经细胞,细胞核基因错误的水平并产生过多或过少的RNA。罗德里格斯和co-first作者马拉Mufteev,博士生在多伦多大学医学遗传学的发现,当错误的RNA水平转移到胞浆稳定性的变化。细胞RNA产生的总量平衡这一过程被称为转录缓冲。
通过机器学习,研究者表明,转录缓冲使用蛋白质与RNA结合和航天飞机从细胞核,细胞质中,在他们控制的RNA崩溃。在Rett综合症,只有大约一半的基因转录缓冲导致温和,但有效的,双重的RNA水平变化。
“对于患有此病,使RNA的过程就像一个新手司机在车里挣扎在不平稳的加速度和刺耳的停止,”詹姆斯·艾利斯博士解释道,第一作者,资深科学家发育和干细胞生物学程序。”温和的这些夸张的动作的一种方法是通过使用一个的巡航控制系统,可以维持一个恒定的速度。这样做是在人脑中转录缓冲。”
巡航控制系统维护对RNA变化
通过维护健康水平的很多基因,转录缓冲作为防御基因变异改变RNA生产,比如Rett综合症。它揭示了一个新的分子机制在人类细胞也可能起着重要的作用在调节RNA在典型的发展水平。
“虽然我们的研究目前仅限于Rett综合症,我们希望通过更好的理解转录缓冲我们可以获得新的见解典型细胞的发展和条件的影响超越神经细胞,”艾利斯说。
研究人员注意到一个更大的缓冲机制的理解可以帮助未来的调查使用转录缓冲来帮助治疗此病的影响。
研究由加拿大健康研究所的研究(CIHR),加拿大第一卓越研究基金,哈兰·山德士上校Rett综合症研究基金会在多伦多大学,安大略大脑研究所的John Evans领导基金/加拿大创新基金会的早期研究奖从安大略研究和创新,在基因组学和基因组加拿大颠覆性创新。
参考:罗德里格斯,Mufteev M,徐怀钰客,et al .缓冲mRNA转录率的半衰期是此病的守恒特性模型。Nat Commun。2023;14 (1):1896。doi:10.1038 / s41467 - 023 - 37339 - 6
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