一種蛋白質(zhì)如何允許生殖細(xì)胞發(fā)育
胚胎發(fā)育的第一天是調(diào)節(jié)基因表達(dá)的分子的繁忙時(shí)期。需要在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間打開(kāi)和關(guān)閉大量特定基因,以使細(xì)胞以適當(dāng)?shù)臄?shù)量結(jié)束。洛克菲勒大學(xué)的研究人員已經(jīng)解開(kāi)了一個(gè)名為DND1的分子如何能夠正確地形成卵子和精子 - 任何物種的必要部分,這些部分可以有性繁殖。發(fā)表在“ 自然”雜志上的研究結(jié)果表明,如果DND1存在,干細(xì)胞最終會(huì)產(chǎn)生卵子和精子。該蛋白質(zhì)可阻止許多與細(xì)胞死亡和炎癥有關(guān)的因子殺死這些干細(xì)胞。
“我們已經(jīng)知道DND1基因的突變會(huì)導(dǎo)致種系干細(xì)胞和雄性不育的大量喪失 - 現(xiàn)在我們知道為什么,”RNA分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任兼霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員Thomas Tuschl說(shuō)。Tuschl與Tuschl實(shí)驗(yàn)室的前博士后研究員Markus Hafner一起領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究,他現(xiàn)在是國(guó)立衛(wèi)生研究院和研究助理Masashi Yamaji。
對(duì)于要表達(dá)的基因,必須將其從DNA復(fù)制到所謂的信使RNA(mRNA),將其帶到細(xì)胞核外。然后mRNA募集必要的構(gòu)建塊以制備蛋白質(zhì)。在一個(gè)基因的旅程中,有很多地方可以成為一種蛋白質(zhì),監(jiān)管機(jī)構(gòu)可以介入其中,以提高或降低細(xì)胞中蛋白質(zhì)的水平。DND1是這些調(diào)節(jié)劑之一,科學(xué)家過(guò)去認(rèn)為其功能是增加mRNA的穩(wěn)定性。
然而,Tuschl及其同事發(fā)現(xiàn)它恰恰相反:DND1與由mRNA特定代碼組成的位點(diǎn)結(jié)合,并吸引負(fù)責(zé)使靶向mRNA失去穩(wěn)定性的復(fù)合物,從而阻止進(jìn)一步的蛋白質(zhì)產(chǎn)生。該代碼可以在整個(gè)mRNA序列中重復(fù)進(jìn)行,研究人員發(fā)現(xiàn),該代碼的更多重復(fù)意味著更有可能消除mRNA。
研究人員還發(fā)現(xiàn)所有DND1目標(biāo),其中包括mRNA的基因與炎癥,分化和細(xì)胞死亡的基因,其活動(dòng)應(yīng)該在發(fā)展這個(gè)點(diǎn)被關(guān)閉。當(dāng)細(xì)胞關(guān)閉這些基因時(shí),它會(huì)停止產(chǎn)生它們的mRNA。然而,之前復(fù)制的mRNA可能仍然漂浮在周?chē)?,?zhǔn)備構(gòu)建蛋白質(zhì)。
“我們認(rèn)為DND1有助于加強(qiáng)從一個(gè)發(fā)育階段到下一個(gè)發(fā)育階段的過(guò)渡,目標(biāo)是應(yīng)該已經(jīng)關(guān)閉的mRNA,并從細(xì)胞中清除它們,”Yamaji說(shuō)。“通過(guò)停止蛋白質(zhì)的產(chǎn)生,否則會(huì)促進(jìn)細(xì)胞死亡,DND1允許種系干細(xì)胞生長(zhǎng)并保持適當(dāng)?shù)臄?shù)量。”
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