小核糖核酸miRNAs,又稱小RNA通常被認(rèn)為具有很長(zhǎng)的半衰期。然而,瑞士科學(xué)家日前發(fā)現(xiàn),在小鼠的視網(wǎng)膜中,為了響應(yīng)黑暗與光亮的影響,特定miRNA的水平能夠迅速作出改變——這應(yīng)該歸因于高速的衰減與轉(zhuǎn)錄。此外,他們指出,高轉(zhuǎn)變率可能是許多神經(jīng)細(xì)胞miRNA的一個(gè)普遍特性。
視網(wǎng)膜的敏感性能夠適應(yīng)光線水平的變化,然而科學(xué)家對(duì)于其背后的運(yùn)行機(jī)制,以及這種適應(yīng)對(duì)光感受器的分子機(jī)制構(gòu)成的影響卻一直缺乏全面的了解;瑞士巴塞爾市Friedrich Miescher生物醫(yī)學(xué)研究所的Jacek Krol等人于是研究了miRNA是否與此有關(guān)。通過(guò)對(duì)采自小鼠的視網(wǎng)膜——能夠適應(yīng)明亮或黑暗的環(huán)境——進(jìn)行深度測(cè)序和微陣列技術(shù)分析,研究人員鑒別出了小鼠視網(wǎng)膜中表達(dá)的253種miRNA。由光線誘導(dǎo)的miRNA包括miR-204和miR-211,它們?cè)谝暰W(wǎng)膜的內(nèi)核層被高度地表達(dá),而miR-183/96/182則在光感受器中有高度表達(dá)。
這些miRNA的水平能夠迅速變化——它們?cè)谛∈蟊灰频桨堤幒蟮?0分鐘內(nèi)達(dá)到最低值,而在小鼠重新回到陽(yáng)光下的30分鐘后又達(dá)到最高值。研究人員通過(guò)藥理學(xué)抑制轉(zhuǎn)錄防止了由光線引發(fā)的miRNA水平的增加。有趣的是,在轉(zhuǎn)錄被抑制后,幾種非光線調(diào)節(jié)的miRNA的水平也迅速降低,這意味著即便不是全部,快速miRNA轉(zhuǎn)變也能夠適用于大多數(shù)的視網(wǎng)膜miRNA。
這啟發(fā)研究人員開(kāi)始思考是否非視網(wǎng)膜的神經(jīng)細(xì)胞也具有這種快速的miRNA轉(zhuǎn)變的能力。在研究過(guò)程中,大多數(shù)——盡管不是全部——在生物體外培育的海馬回和大腦皮質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞中的miRNA表現(xiàn)出了高度的轉(zhuǎn)變能力,但是在神經(jīng)膠質(zhì)中表達(dá)的miRNA卻不具備這樣的特性。此外,在分化的神經(jīng)細(xì)胞中,對(duì)轉(zhuǎn)錄的藥理學(xué)抑制顯示了miRNA的迅速衰減,但在胚胎干細(xì)胞或神經(jīng)祖細(xì)胞中則沒(méi)有出現(xiàn)這種情況??傮w來(lái)看,這些數(shù)據(jù)表明,與其他細(xì)胞類型中的miRNA相比,神經(jīng)細(xì)胞的miRNA經(jīng)歷了更快速的轉(zhuǎn)變。研究人員還注意到,刺激或抑制谷氨酸受體能夠分別使許多神經(jīng)細(xì)胞miRNA的轉(zhuǎn)變加速和縮減,這意味著神經(jīng)細(xì)胞的活性控制著miRNA的新陳代謝。
這些發(fā)現(xiàn)表明,與非神經(jīng)細(xì)胞中的miRNA形成對(duì)比的是,神經(jīng)細(xì)胞中的miRNA能夠被迅速生產(chǎn)和退化。更進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)將著眼于這種快速轉(zhuǎn)變背后的機(jī)制研究。
研究人員在最近出版的《細(xì)胞》(Cell)雜志上報(bào)告了這一研究成果。
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