分化干細(xì)胞中的蛋白質(zhì)產(chǎn)生比以前認(rèn)為的更復(fù)雜

A * STAR研究人員表明，信使RNA(mRNA)序列中的調(diào)整可以影響它們的蛋白質(zhì)產(chǎn)生速率。這個(gè)過程對(duì)于胚胎干細(xì)胞(ESC)如何分化成其他組織類型非常重要。胚胎干細(xì)胞是胚胎中可以發(fā)育成體內(nèi)任何組織的細(xì)胞。它們通過調(diào)節(jié)編碼蛋白質(zhì)的基因的表達(dá)來(lái)控制它們向其他細(xì)胞類型的分化。

核糖體是將mRNA序列翻譯成蛋白質(zhì)的分子機(jī)器。單個(gè)基因可通過稱為RNA'剪接'的編輯過程產(chǎn)生許多不同的mRNA變體。許多這些mRNA變體產(chǎn)生相似但不同的蛋白質(zhì)變體。mRNA含有編碼區(qū)，其在任一端具有調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成的“非翻譯區(qū)”(UTR)。

“我們著手確定剪接后mRNA UTR序列的變化如何影響mRNA變體翻譯成蛋白質(zhì)的速度，”A * STAR醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所的Leah Vardy解釋說(shuō)。

通過比較mRNA剪接變體轉(zhuǎn)化為胚胎干細(xì)胞和神經(jīng)前體細(xì)胞(NPC)中的蛋白質(zhì)的速率，這是一種細(xì)胞類型，其中胚胎干細(xì)胞可以分化，Vardy的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)剪接過程中產(chǎn)生的mRNA序列的微小變化會(huì)影響蛋白質(zhì)的速率。生產(chǎn)這些變種。這對(duì)他們各自的蛋白質(zhì)水平產(chǎn)生了很大的影響。

“我們已經(jīng)知道UTR控制了翻譯速率，但現(xiàn)在已經(jīng)證明，同一細(xì)胞內(nèi)的不同剪接變體也可以通過其UTR的變異進(jìn)行翻譯調(diào)節(jié)，”Vardy說(shuō)。

研究人員使用RNA測(cè)序來(lái)確定不同變體的翻譯率，這些變異基于與mRNA連接的核糖體的數(shù)量。具有高負(fù)荷的核糖體的那些被認(rèn)為是更高翻譯的。

例如，研究小組發(fā)現(xiàn)了31種不同的基因，這些基因在胚胎干細(xì)胞和鼻咽癌中表現(xiàn)出變異特異性的翻譯速率變化。他們還發(fā)現(xiàn)，在胚胎干細(xì)胞中，10%的具有多種變體的mRNA對(duì)每種變體具有不同的翻譯率。不同的翻譯率與UTR序列的差異相關(guān)，研究人員認(rèn)為這是翻譯率變化的背后。

“這些研究結(jié)果證實(shí)了復(fù)雜性的增加，其中來(lái)自同一基因的不同剪接變體可以在同一細(xì)胞內(nèi)以非常不同的速率翻譯成蛋白質(zhì)，”Vardy說(shuō)。“這表明剪接也控制了特定變異體的蛋白質(zhì)產(chǎn)生速率，而不僅僅是蛋白質(zhì)序列。”

該團(tuán)隊(duì)接下來(lái)計(jì)劃確定UTR中的一些關(guān)鍵調(diào)控序列，以確定它們?nèi)绾握{(diào)節(jié)翻譯率。

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