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基因表达的尾巴

从DNA到蛋白质工厂传递指令进行蛋白质合成的信使分子需要特殊的分子尾部才能保证其稳定性和功能。现在,来自干细胞生物学和再生医学研究所(inStem)和国家生物科学中心(NCBS)的一组科学家发现,扁虫Schmidtea mediterranea中的许多信使分子具有长度和位置不同的替代形式。他们的尾巴。想象一下,试图在没有尾巴的情况下放风筝。它俯冲,循环和摆动,最后撞到地上。没有尾巴的风筝是不稳定的,但是在正确的位置添加尾巴,你的风筝会稳定飞行。

基因表达的尾巴

奇怪的是,在活细胞内的分子中存在具有尾巴和稳定之间的类似联系。从DNA到蛋白质工厂传递指令以进行蛋白质合成的信使分子表现得有点像风筝。信使需要一个特殊的尾巴来稳定它们,以便它们能够发挥作用。尾部长度或其位置的变化影响信使分子的功能,因此影响基因表达。

现在,来自干细胞生物学和再生医学研究所(inStem)和国家生物科学中心(NCBS)的一组科学家发现,扁虫Schmidtea mediterranea中的许多信使分子具有长度和位置不同的替代形式。他们的尾巴。

这项关于S. mediterranea的研究是扁虫模型系统中的第一个,由于其令人难以置信的再生能力,它提供了对干细胞调节,癌症和组织再生的见解。这项研究可以帮助我们了解改变信使分子尾部如何在再生环境中控制基因表达。

在典型的细胞中,编码蛋白质的基因的表达涉及两个主要步骤 - 从DNA中的遗传信息编码称为mRNA的信使分子,然后将mRNA的信息翻译成细胞蛋白质工厂的蛋白质产物。。然而,在翻译之前,一个名为“聚腺苷酸化”的过程会增加mRNA的尾部以稳定这些信使。

有时,在细胞中发生称为“替代多聚腺苷酸化”的现象,通过该现象将这些尾部添加到mRNA上的不同位置,从而影响它们的功能。

“我们知道替代多聚腺苷酸化是一个过程,通过它可以给同一个mRNA提供不同的尾巴,”inStem教员Dasaradhi Palakodeti说。“我们知道mRNA中有特定的模式可以发出多腺苷酸化的信号。但我们需要构建一个能够可靠地检测这些信号的计算流水线,”他继续道。

这项工作是由inStem的Palakodeti小组和NCBS的教员Aswin Seshasayee共同完成的。除了使用一系列尖端的分子技术,如下一代测序或NGS,研究人员还必须开发用于分析大量基因组数据的特定生物信息学工具。

当在非常大量的遗传数据中搜索特定模式时,通过纯粹机会找到这种模式的概率变得非常高。“为了避免这种误报,我们需要统计和生物信息学的专业知识,Aswin Seshasayee和Praveen Anand提供,”Palakodeti继续说道。

这项工作中使用的工具和方法已在G3:Genes | Genome | Genetics期刊的出版物中描述。作者认为,这些工具和方法将为扁虫模型系统的重要突破以及我们对干细胞生物学和再生过程的理解奠定基础。

“这项研究中出现的最有趣的模式之一是在不同的组织中发现了具有不同尾巴的相同mRNA。活跃再生表达基因的组织具有较短尾部的mRNA,而表达相同基因的成熟细胞具有较长的mRNA。尾巴,” Vairavan Lakshmanan,谁是详细介绍这些发现的论文的主要作者之一说。

本研究的另一位主要作者Praveen Anand说:“许多研究关注的是mRNA编码的蛋白质,但实际上很少看到超出这些编码区域的序列。我们的工作是针对研究,聚腺苷酸化的信号。基因组规模可以调节mRNA的稳定性,并可以影响mRNA的定位和翻译。所有这些都是在扁虫模型系统中首次开发出来的。“

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