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Nature综述透析小RNA的运动方式

发布时间:2019-07-22 12:48:04

Nature综述:透析小RNA的运动方式

生物通报道:来自加州大学戴维斯分校等处的研究人员在Nature杂志上,总结了小分子RNA在植物中信号传导的相关研究,并提拿出虽然植物中几乎每个已知RNAi通道都能够在细胞间移动——其中一些至少能通过微管来移动,但这种移动信号的精确身份尚未确定。

miRNA是一类动植物细胞内自然产生的非编码小RNA,这种从细胞分泌到血液循环中的分子是一类新的信号分子,介导细胞间和组织器官间的信息传递。这种分子在植物和动物中都可以从细胞到细胞传播,但是这种通信方式成为可能的移动沉默信号的身份仍然不清楚。

在这篇文章中,研究人员对近的相关研究进行了综述,这些研究为了解植物中这种信号的身份提供了线索。他们得出结论认为,虽然植物中几乎每个已知RNAi通道都能够在细胞间移动——其中一些至少能通过微管来移动,但这种移动信号的精确身份尚未确定。小RNA双链结构是这种作用的一个优先候选对象,但单链小RNA在某些情况下似乎也有移动性。尚未解决的其他问题还包括:RNA在运输过程中是与蛋白相结合的还是自由的,以及这种运动是通过被动扩散进行的还是一个主动过程。

之前来自中国的科学家们发现miRNA能够被一种细胞分泌出来后,经血液循环被运输到另外一种的受体细胞内,通过降低其相应的靶基因的翻译,从而调节受体细胞的功能。

自从15年前虫中发现了miRNA以来,miRNA被发现参与调节了众多的细胞功能与发育过程。时至今日,已有约1000个动物的miRNA被报道,且约30%的基因被预测为miRNA的靶基因,能够被miRNA所直接调控。

这些的研究极大地拓展了对miRNA功能的理解,从这点上说,分泌的miRNA代表了一类全新的、具有重要的生物学功能的信号分子,其能够介导细胞间及组织、器官和系统间的信号传递。并且,这种miRNA的分泌及在靶细胞内的作用,是迄今为止尚未知晓的,但极其复杂、并被生命体高度设计的,调节各种生理及病理生理状态的、新的调控络。

另外近期爱因斯坦医学院的研究人员也报道了RNA运动方面的重要研究成果:他们利用显微镜观察活细胞发现了信使核糖核酸(mRNA)从细胞核进入细胞质的过程中重要的分子作用机制。这标志着显微镜在科学研究应用方面的巨大进步。这一发现将有可能推动对肌强直性营养不良等由于信使RNA在细胞核内沉积所致的病症的治疗。

在此研究之前,显微镜的分辨率仅为200纳米这意味着接近此大小的活细胞分子无法被分辨。在新研究中研究人员将显微镜的分辨率提高了10倍,成功地区分了大小仅为20纳米的分子。研究人员用黄色荧光蛋白标记信使RNA分子,用红色荧光蛋白标记核孔,通过高速摄像机将信使RNA分子通过核孔的过程拍摄下来,从而揭示了信使RNA分子通过核孔从细胞核进入细胞质的动态机制。这是研究人员次在活细胞中实时观察分子的膜孔转运。

(生物通:万纹)

原文摘要:

Small RNAs are on the moveA key feature of RNA interference is its ability to spread from cell to cell. Such non-cell-autonomous gene silencing has been characterized extensively in both plants and animals, but the identity of the mobile silencing signal has remained elusive. Several recent studies now shed light on the identity of this signal in plants, and indicate that small RNA molecules—from short-interfering RNAs to microRNAs—are capable of moving between cells and through the vasculature. The movement of small, 21–24-nucleotide RNA species has implications for biological processes ranging from developmental patterning and stress responses to epigenetic inheritance.

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