RNA上的甲基標(biāo)記被發(fā)現(xiàn)是腦細(xì)胞連接的關(guān)鍵
甲基化學(xué)基團(tuán)點的DNA長度,有助于控制細(xì)胞何時可以獲得某些基因。在新的研究中,加州大學(xué)洛杉磯分校的科學(xué)家已經(jīng)證明,腦細(xì)胞之間的聯(lián)系 - 通常遠(yuǎn)離細(xì)胞的中心控制中心 - 甲基基團(tuán)也是RNA的點鏈。這種RNA分子的甲基標(biāo)記可能是腦細(xì)胞快速向其他細(xì)胞發(fā)送信號并在幾分之一秒內(nèi)對變化的刺激作出反應(yīng)的能力的關(guān)鍵。
為了決定任何細(xì)胞的生物學(xué),細(xì)胞核中的DNA必須被翻譯成相應(yīng)的RNA鏈。接下來,信使RNA或mRNA(DNA和蛋白質(zhì)之間的中間遺傳分子)被轉(zhuǎn)錄成蛋白質(zhì)。如果細(xì)胞突然需要更多的蛋白質(zhì)- 以適應(yīng)傳入的信號 - 例如 - 它必須將更多的DNA轉(zhuǎn)化為mRNA。然后它必須制造更多的蛋白質(zhì)并將它們穿過細(xì)胞到需要的地方。這個過程意味著將新蛋白質(zhì)帶到細(xì)胞的遠(yuǎn)端部分,比如信號通過的神經(jīng)元的突觸,需要時間。
最近的研究表明,在mRNA的鏈上也可以發(fā)現(xiàn)甲基化學(xué)基團(tuán),它可以控制DNA何時被轉(zhuǎn)錄成mRNA。研究人員假設(shè),mRNA的甲基化增加了對mRNA何時可以翻譯成蛋白質(zhì)的控制水平,并且它們的發(fā)生已經(jīng)記錄在哺乳動物體內(nèi)的少數(shù)器官中。任何給定細(xì)胞中mRNA上甲基的模式被稱為“表位轉(zhuǎn)錄組”。
加州大學(xué)洛杉磯分校和京都大學(xué)的研究人員繪制了甲基??在小鼠腦細(xì)胞突觸或交界處發(fā)現(xiàn)的mRNA的位置。他們從成年小鼠中分離腦細(xì)胞,并將突觸中發(fā)現(xiàn)的表達(dá)轉(zhuǎn)錄組與細(xì)胞中其他位置的mRNA的表達(dá)轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行比較。在基因組上超過4,000個點,突觸中的mRNA被更頻繁地甲基化。研究人員接著表示,這些斑點中有一半以上是編碼主要在突觸中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)的基因。研究人員發(fā)現(xiàn),當(dāng)他們破壞突觸中mRNA的甲基化時,腦細(xì)胞不能正常發(fā)揮作用。
突觸中mRNA的甲基化可能是神經(jīng)元加速其發(fā)送信息的能力的多種方式之一,通過允許mRNA平衡并準(zhǔn)備好在需要時轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)。
突觸中關(guān)鍵蛋白的水平與許多精神疾病有關(guān),包括自閉癥。了解外源轉(zhuǎn)錄組的調(diào)控方式,以及它在大腦生物學(xué)中的作用,最終可能為研究人員提供一種新的方法來控制突觸中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì),進(jìn)而治療以突觸功能障礙為特征的疾病。
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