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研究表明 人类大脑中表达的基因可能产生比以前认为的更多蛋白质

时间 2021-11-18 10:29:16 来源: 科技日报  

通过表征人类和小鼠皮层中同源异构体多样的程度,英国埃克塞特大学领导的一项新研究揭示了大脑中基因表达的复杂,包括识别出了与阿尔茨海默症、自闭症和精神分裂症等疾病相关基因的新异构体。研究表明,人类大脑中表达的基因可能产生比以前认为的更多的蛋白质。

人类DNA序列中编码了约2万个基因,但每个基因都可通过“选择剪接”过程产生的许多不同基因版本或异构体进行表达。选择剪接大大增加了基因组的编码复杂,其重要在于,这些异构体具有不同的功能特,在健康和疾病中发挥着作用。

已知选择剪接在中枢神经系统中特别重要,它在大脑的发育和功能中也发挥作用。在新发表于《细胞报告》上的研究中,埃克塞特大学乔纳森·米尔教授领导的团队使用新型长读测序法来表征完整的转录本,描述了人类和小鼠大脑中存在的所有异构体。他们此次检测到的大约一半的异构体,以前都没有被描述过,而这些新异构体中大多数都拥有编码蛋白质的潜力。

研究人员说:“异构体具有广泛的功能,选择剪接在调节大脑中的基因功能方面起着重要作用,与许多脑部疾病有关。现在,我们首次表征了人类和小鼠大脑中所存在的不同异构体,并探索了大脑发育过程中会发生的差异。研究确定了数千种新大脑表达异构体,证实了皮层中选择剪接的重要,其显著增加了转录多样,支持大脑中基因调控的重要机制。”

研究人员表示,人类和小鼠大脑之间特定基因的异构体多样存在重大差异,胎儿和成人皮质之间的巨大变化也表明选择剪接在神经发育中的重要作用。

乔纳森·米尔说:“我们很高兴地发现与3种脑部疾病(阿尔茨海默症、自闭症和精神分裂症)相关的基因都具有许多以前未描述过的新异构体。我们正在探索这些异构体在疾病发作中是如何发挥作用的。”

总编辑圈点

选择剪接,是指从一个mRNA前体中通过不同的剪接方式产生不同的mRNA剪接异构体。相同的分子,不同的结构,也就有了不同的功能,有了多种多样的生物世界。选择剪接在中枢神经系统中特别重要,但是它究竟发挥什么作用,还有待进一步揭示。这次,科研人员表征了人和小鼠大脑中存在不同异构体,而且特定基因的异构体多样存在重大差异。大脑对我们来说仍然是一片神秘领域,科研人员用各种不同的工具,沿着不同路径出发,试图全方位揭开大脑的神秘面纱。(科技日报记者 张梦然)

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