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西亞試劑：發(fā)現(xiàn)microRNA新作用靶位

近日，IBM公司和新加坡基因組研究所（Genome Institute of Singapore）合作在Nature發(fā)表有關(guān)microRNA控制干細(xì)胞分化的機(jī)制的研究論文。

來(lái)自IBM和GIS兩組團(tuán)隊(duì)研究得出共識(shí)，microRNA調(diào)節(jié)活細(xì)胞的能力比先前所預(yù)先的要強(qiáng)很多，microRNA是一類(lèi)小分子RNA，是調(diào)節(jié)活細(xì)胞功能的重要因子。近年來(lái)，microRNA成為科學(xué)家們熱捧的研究對(duì)象。

在2006年，IBM的科學(xué)家就構(gòu)建了一種數(shù)學(xué)模型，用于預(yù)測(cè)microRNA的功能。研究小組為了檢驗(yàn)數(shù)學(xué)模型的可靠性，在小鼠干細(xì)胞中進(jìn)行實(shí)踐。IBM公司通過(guò)數(shù)據(jù)分析的電腦，而新加坡基因組研究所的科學(xué)家對(duì)上述模型進(jìn)行實(shí)體檢驗(yàn)。

兩隊(duì)研究小組共同的目標(biāo)是研究microRNA指導(dǎo)干細(xì)胞分化調(diào)節(jié)的機(jī)制，尤其是某些影響人類(lèi)健康的重大疾病的干細(xì)胞分化的microRNA調(diào)節(jié)機(jī)制， 比如說(shuō)，癌癥、神經(jīng)變性疾病、糖尿病和其他疾病。研究小組希望有朝一日這些研究成果都可以用于指導(dǎo)疾病的診斷和治療。

IBM計(jì)算生物學(xué)中心的生物信息學(xué)主管Isidore Rigoutsos說(shuō)，我們的計(jì)劃是了解microRNAs調(diào)節(jié)細(xì)胞功能的復(fù)雜機(jī)制。我們發(fā)現(xiàn)microRNAs調(diào)節(jié)的靶位在轉(zhuǎn)錄的氨基酸上，這一發(fā)現(xiàn)令人十分興奮。

新加坡基因組研究所研究小組的高級(jí)主管Bing Lim補(bǔ)充到，我們從實(shí)驗(yàn)中了解到以microRNAs定向以編碼區(qū)為靶位對(duì)細(xì)胞具有深刻的調(diào)節(jié)作用。我們觀察到單個(gè)的microRNA序列對(duì)胚胎干細(xì)胞的分化具有強(qiáng)大的調(diào)控能力。這一結(jié)果令人十分興奮，我們可以用microRNA分子來(lái)控制干細(xì)胞的分化，或是制備新的干細(xì)胞。最有趣的是，研究者可通過(guò)計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)觀察細(xì)胞分化的過(guò)程。

具體成果細(xì)節(jié)

在近十年來(lái)，microRNA研究人員最初認(rèn)為microRNA通過(guò)3''端非翻譯區(qū)（3'UTR）與mRNA相互作用。

研究人員認(rèn)為，microRNA作用的靶位相對(duì)保守，不同的有機(jī)體作用的mRNA區(qū)域相似，而與3'UTR的作用是非典型的作用模式。

但是，最新的一些研究發(fā)現(xiàn)，microRNA的作用靶位不僅是mRNA的非編碼區(qū)，microRNA還能與mRNA的編碼區(qū)作用，相關(guān)的研究結(jié)果，兩研究小組發(fā)表在早期的期刊上。這也就表明，mRNA編碼區(qū)受microRNA調(diào)控，蛋白翻譯過(guò)程也受microRNA調(diào)控。

研究小組發(fā)現(xiàn)，小鼠胚胎干細(xì)胞分化的過(guò)程中，三種獨(dú)特的microRNA的表達(dá)量顯著升高，Nanog，Oct4和Sox2這三個(gè)轉(zhuǎn)錄子對(duì)小鼠胚胎干細(xì)胞的多能性的維持具有重要的意義，并且是控制胚胎干細(xì)胞初始分化的因子，這三個(gè)microRNA通過(guò)mRNA的編碼區(qū)來(lái)起調(diào)節(jié)作用。研究人員通過(guò)下調(diào)轉(zhuǎn)錄因子可阻止干細(xì)胞分化。

研究人員發(fā)現(xiàn)三個(gè)microRNA在獼猴和小鼠的作用靶位并不相同，這就說(shuō)明這些作用靶序列并不保守。這一結(jié)果表明，通過(guò)不同的有機(jī)體來(lái)預(yù)測(cè)microRNA的作用靶位并不可靠，因?yàn)檎嬲膍icroRNA靶位并不保守。

此外，研究小組還發(fā)現(xiàn)，一個(gè)microRNA具有多個(gè)mRNA編碼區(qū)作用靶位，對(duì)不同的基因都具有作用力，這是機(jī)體確保調(diào)節(jié)功能奏效的機(jī)制。microRNA在基因的剪切體上具有多重作用