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透析小RNA的運(yùn)動(dòng)方式

日期:2010-09-29 16:50:36

來(lái)自加州大學(xué)戴維斯分校等處的研究人員在Nature雜志上,總結(jié)了小分子RNA在植物中信號(hào)傳導(dǎo)的相關(guān)研究,并提拿出雖然植物中幾乎每個(gè)已知RNAi通道都能夠在細(xì)胞間移動(dòng)——其中一些至少能通過(guò)微管來(lái)移動(dòng),但這種移動(dòng)信號(hào)的精確身份尚未確定。

miRNA是一類動(dòng)植物細(xì)胞內(nèi)自然產(chǎn)生的非編碼小RNA,這種從細(xì)胞分泌到血液循環(huán)中的分子是一類新的信號(hào)分子,介導(dǎo)細(xì)胞間和組織器官間的信息傳遞。這種分子在植物和動(dòng)物中都可以從細(xì)胞到細(xì)胞傳播,但是這種通信方式成為可能的移動(dòng)沉默信號(hào)的身份仍然不清楚。

在這篇文章中,研究人員對(duì)最近的相關(guān)研究進(jìn)行了綜述,這些研究為了解植物中這種信號(hào)的身份提供了線索。他們得出結(jié)論認(rèn)為,雖然植物中幾乎每個(gè)已知RNAi通道都能夠在細(xì)胞間移動(dòng)——其中一些至少能通過(guò)微管來(lái)移動(dòng),但這種移動(dòng)信號(hào)的精確身份尚未確定。小RNA雙鏈結(jié)構(gòu)是這種作用的一個(gè)優(yōu)先候選對(duì)象,但單鏈小RNA在某些情況下似乎也有移動(dòng)性。尚未解決的其他問(wèn)題還包括:RNA在運(yùn)輸過(guò)程中是與蛋白相結(jié)合的還是自由的,以及這種運(yùn)動(dòng)是通過(guò)被動(dòng)擴(kuò)散進(jìn)行的還是一個(gè)主動(dòng)過(guò)程。

之前來(lái)自中國(guó)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)miRNA能夠被一種細(xì)胞分泌出來(lái)后,經(jīng)血液循環(huán)被運(yùn)輸?shù)搅硗庖环N的受體細(xì)胞內(nèi),通過(guò)降低其相應(yīng)的靶基因的翻譯,從而調(diào)節(jié)受體細(xì)胞的功能。

自從15年前在線蟲中發(fā)現(xiàn)了首個(gè)miRNA以來(lái),miRNA被發(fā)現(xiàn)參與調(diào)節(jié)了眾多的細(xì)胞功能與發(fā)育過(guò)程。時(shí)至今日,已有約1000個(gè)動(dòng)物的miRNA被報(bào)道,且約30%的基因被預(yù)測(cè)為miRNA的靶基因,能夠被miRNA所直接調(diào)控。

這些最新的研究極大地拓展了對(duì)miRNA功能的理解,從這點(diǎn)上說(shuō),分泌的miRNA代表了一類全新的、具有重要的生物學(xué)功能的信號(hào)分子,其能夠介導(dǎo)細(xì)胞間及組織、器官和系統(tǒng)間的信號(hào)傳遞。并且,這種miRNA的分泌及在靶細(xì)胞內(nèi)的作用,是迄今為止尚未知曉的,但極其復(fù)雜、并被生命體高度設(shè)計(jì)的,調(diào)節(jié)各種生理及病理生理狀態(tài)的、新的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

另外近期愛(ài)因斯坦醫(yī)學(xué)院的研究人員也報(bào)道了RNA運(yùn)動(dòng)方面的重要研究成果:他們利用顯微鏡觀察活細(xì)胞發(fā)現(xiàn)了信使核糖核酸(mRNA)從細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的過(guò)程中重要的分子作用機(jī)制。這標(biāo)志著顯微鏡在科學(xué)研究應(yīng)用方面的巨大進(jìn)步。這一發(fā)現(xiàn)將有可能推動(dòng)對(duì)肌強(qiáng)直性營(yíng)養(yǎng)不良等由于信使RNA在細(xì)胞核內(nèi)沉積所致的病癥的治療。

在此研究之前,顯微鏡的分辨率僅為200納米這意味著接近此大小的活細(xì)胞分子無(wú)法被分辨。在新研究中研究人員將顯微鏡的分辨率提高了10倍,成功地區(qū)分了大小僅為20納米的分子。研究人員用黃色熒光蛋白標(biāo)記信使RNA分子,用紅色熒光蛋白標(biāo)記核孔,通過(guò)高速攝像機(jī)將信使RNA分子通過(guò)核孔的過(guò)程拍攝下來(lái),從而揭示了信使RNA分子通過(guò)核孔從細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的動(dòng)態(tài)機(jī)制。這是研究人員第一次在活細(xì)胞中實(shí)時(shí)觀察分子的膜孔轉(zhuǎn)運(yùn)。


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