华侨网 科技教育 西媒:科学家首次绘制出剪接体图谱

西媒:科学家首次绘制出剪接体图谱

参考消息网11月7日报道 据西班牙《世界报》网站10月31日报道,为了让每个细胞都能读取、选择和正确解释脱氧核糖核酸(DNA)中的指令,需要一个复杂的过程。在这个过程中,一种名为剪接体的分子编辑机制发挥着关键作用。

剪接体使这些特定的指令变得连贯,去掉毫无用处的“词汇”,将有意义的“句子”连接在一起,从而产生一个清晰的指令。

从每个基因所包含的信息中,可以根据细胞的需要和必须行使的功能,衍生出多种信息,这是剪接体做出的选择,而这一过程可使细胞根据相同的序列制造出多种蛋白质。

剪接体的作用非常重要,因此该过程中的错误与多种疾病有关,包括神经退行性疾病、遗传性疾病和癌症等。

直到现在,剪接体的详细工作机制仍然相当神秘。然而,巴塞罗那基因组调控中心(CRG)的一个研究小组成功绘制出这一负责切割和剪接基因编码的核糖核酸(RNA)片段的分子机制的首张图谱,为多种治疗创新打开了大门。最新一期的美国《科学》杂志发表了该小组长达十年的工作细节。

该研究论文第一作者、CRG研究员胡安·巴卡塞尔表示:“提供剪接体每个组成部分的功能图谱,有助于我们了解导致多种疾病的改变是如何发生的。现在我们知道了每个部分的作用,就能找到全新的方法来治疗这些疾病。”他与研究员玛乌戈热塔·罗加尔斯卡是该研究论文的共同作者。

研究人员发现,组成该工具的一系列蛋白质和RNA分子具有特殊作用,决定了遗传信息的处理方式。巴卡塞尔说:“这不仅仅是一台简单的切割和粘贴机器。”他把这种复杂的工具比作“一组不同的凿子,让细胞能够以不亚于古代大理石雕刻大师的精确度雕刻遗传信息”。

巴卡塞尔说,现在任何研究人员都可以在工作中使用这张功能图谱。他说:“它将是开源的,因此每个人都可以使用这些信息,并将其用于他们正在研究的生物或病理问题。”

除了绘制图谱,该研究还发现剪接体是相互关联的。研究人员证明,改变一个成分会产生连锁反应。通过操纵剪接体的剪接因子3B亚基1(SF3B1,已知该成分在不同类型的癌症中会发生突变),科学家证明,该成分的变化会导致连锁反应,从而严重影响细胞的存活能力。

巴卡塞尔解释说:“这些细胞所做的就是改变其剪接体,以产生对它们更有利的产物,但它们实现这一目标的代价是使这一过程变得不那么精确,从而在细胞中产生更多干扰因素,使细胞处于一种近乎边缘化的状态。我们希望探索这种脆弱性,找到以特定方式靶向癌细胞的方法。”

除癌症之外,还有许多其他疾病的起因都是剪接体进行的切割和剪接链中出现了错误,对这些疾病的研究可以从上述新资源中获益。渐冻症、帕金森病或亨廷顿病等神经退行性疾病都属于这种情况。

这位科学家说,此外,该工具还可能为开展一种工程学研究打开大门,这种工程学研究可以模仿细胞从单一基因中产生不同信息。

西班牙国家研究委员会的研究员路易斯·蒙托柳指出:“我们知道,许多疾病都是由于剪接机制的某个组成部分出现错误,产生的异常RNA无法转化为正确的蛋白质。这项研究采用了大量技术,在细胞模型中系统地使剪接机制中的305个组件逐一失活,并观察其后果,从而确定了这些组件的作用。”

他说,巴卡塞尔是该领域的“世界顶尖专家之一”。他还指出:“这无疑是一项突破,有助于更好了解剪接/拼接机制的分子机制,尤其是它在许多病症中的相关作用。”(编译/刘丽菲)

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