细胞如何促进基因表达

导读 非编码 RNA 在细胞中的作用长期以来一直是研究人员的谜团。与编码 RNA 不同,非编码 RNA 不会产生蛋白质——但它却大量存在。哥廷根...
2024-08-03 11:27:23

非编码 RNA 在细胞中的作用长期以来一直是研究人员的谜团。与编码 RNA 不同,非编码 RNA 不会产生蛋白质——但它却大量存在。哥廷根大学的一个研究小组现在发现了反义 RNA (asRNA) 的一个重要功能:研究人员发现 asRNA 在细胞运输中充当“高速公路”,从而加速基因表达。研究结果发表在《自然》杂志上。

RNA(核糖核酸)在将 DNA 信息翻译成蛋白质的过程中起着核心作用。RNA 有多种类型,其中一种称为信使 RNA(mRNA)。信使 RNA 是一种编码 RNA,其作用是将细胞核中 DNA 中的蛋白质构建指令传输到细胞质中,然后其他细胞成分将它们翻译成蛋白质。除了编码 RNA,还有大量非编码 RNA。许多非编码 RNA 是作为 mRNA 的互补链产生的,因此被称为反义 RNA(asRNA)。它们的功能长期以来一直不清楚。“细胞会毫无目的地产生 RNA,这对我来说似乎令人难以置信,”哥廷根大学微生物学和遗传学研究所的 Heike Krebber 教授说。“这违背了自然规律。”

Krebber 团队发现 asRNA 与 mRNA 结合,然后优先从细胞核运输到细胞质中。这意味着细胞将来自 mRNA 的信息转化为蛋白质的速度比没有 asRNA 时更快。因此,asRNA 充当基因表达的“助推器”。在许多情况下,这对于细胞来说是必要的,例如当面临有害环境条件或压力时。这项工作是该团队早期基础研究的下一步,该研究也发表在《自然》杂志上,该研究表明,在压力下激活的 mRNA 不再受到质量控制。

关于 asRNA 的新研究结果解决了长期存在的问题:为什么细胞有时会产生大量的 asRNA。“在生物学中,这尤其引人注目,因为细胞在 asRNA 生成上消耗了大量的能量,”Krebber 解释道。现在发现的机制解释了细胞如何对外部影响做出突然反应,立即大量产生必要的蛋白质,以适应环境条件,或者例如进入某个发育阶段。“这种新的认识使 asRNA 成为疾病如何发展以及如何对抗疾病的问题的焦点,”Krebber 说。

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