Your Good Partner in Biology Research

elife:RNA编辑的广泛重编码

日期:2015-03-24 08:53:49

 比较基因组学研究为人们揭示了一个惊人的事实,那就是截然不同的生物之间其实拥有不少共同的基因,比如人类、海胆、线虫和果蝇。那么,相似的DNA蓝图为何能产生如此显著的形态、大小和复杂性差异呢?

 

分子生物学的传统“中心法则”认为,遗传信息始终如一的从基因组DNA、信使RNA传递到蛋白质合成。但科学家们近来发现事实并非这么简单,遗传信息在传递过程中会发生改变,例如RNA编辑可以对其生产的蛋白质进行微调。

 

包括人类在内的所有后生动物(eumetazoan ),都表达有RNA编辑酶。不过基于之前的哺乳动物和果蝇转录组研究,科学家们认为RNA编辑是比较少见的。

 

波多黎各大学的Joshua Rosenthal教授及其同事最近在乌贼(Doryteuthis pealeii)中发现了迄今为止最为广泛的RNA编辑,他们将这一成果发表在elife杂志上。乌贼是一种行为相当复杂的海洋生物,一直是研究神经系统的重要模型。

 

腺嘌呤脱氨化是一种能改变遗传学信息的RNA编辑。当它发生在mRNA上时,会产生多种功能存在差异的蛋白异构体。研究人员比较了乌贼大脑的DNARNA序列,发现60%RNA转录本存在这种编辑。

 

这是目前发现的最大规模的遗传学指令“重编码”,Rosenthal说。他们在乌贼大脑发现了五万七千个重编码位点,这些位点形成了极大的蛋白质多样性。进一步研究表明,这种重编码是组织特异性的,主要集中在有神经和细胞骨架功能的基因中。这说明RNA编辑对乌贼大脑的生理机能起到了重要的作用。举例来说,乌贼可能通过这一机制微调对环境变化的生理应答,比如温度变化。Rosenthal将会进一步探索这个问题。

 

“在乌贼中RNA编辑是相当普遍的,中心法则应当进行修正,把这一过程包括在内,” Rosenthal说。“由此看来,RNA编辑可能是许多生物建立功能多样性的普遍方式。”