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微小基因片段microexon影响神经系统中的蛋白互作

日期:2014-12-23 00:00:00

多伦多大学的科学家们发现,微小的基因片段microexon会影响神经系统中的蛋白互作。这项研究发表在本周的Cell杂志上,开辟了研究自闭症病因的新途径。研究显示,神经元通过选择性剪切使用microexon。选择性剪切能够从单个基因生成多种不同的产物,赋予细胞极大地复杂性。神经系统正常功能所需的一些蛋白,是microexon拼接到mRNA上生成的。这一过程如果出现异常,蛋白功能就会受到重要影响。

 

“大家看到了一种全新的剪切调控,这种调控是神经系统高度特异性的,对于蛋白之间的互作非常重要,”多伦多大学的Benjamin Blencowe教授说。“另外,大家检测到的很多microexon在自闭症患者中存在调控异常。”之前预测选择性剪切的计算工具,往往不能捕捉到microexonBlencoweManuel Irimia合作建立了能够检测更多剪切组合的计算工具,由此发现神经元存在microexon剪切。(延伸阅读:Cell子刊:选择性剪切影响癌细胞代谢)

 

“有些microexon只编码一两个氨基酸(蛋白的基础元件),这令大家非常惊讶,”Irimia说。“它们能修饰蛋白,改变蛋白的表面结构和功能。这些microexon就像是给蛋白进行显微手术一样。”研究显示,神经元microexon在进化过程中高度保守,这说明它们的功能是相当重要的。小鼠、人类等许多脊椎动物都存在类似的microexon

 

最引人注目的是,尽管microexon对蛋白的改变很小,但它产生的影响却很大。举例来说,删除microexon之后,一些蛋白完全丧失了与其搭档互作的能力。研究人员还发现,自闭症患者的神经元中microexon剪切活性较低,这与剪切调控蛋白nSR100表达水平不足有关。

 

Blencowe等人正在更深入的分析microexon的功能,同时进一步探索nSR100在自闭症中的作用。他们希翼明确microexon调节异常在自闭症和其他神经系统紊乱中扮演了什么样的角色。“Microexon并没有受到足够的重视,而这类剪切事件是高度保守的。它们能改变蛋白的互作方式,很明显在发育过程中起到了重要作用。理解microexon将是未来神经疾病研究的一个重要方向,” Blencowe说。

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