分化干细胞中的蛋白质产生比以前认为的更复杂

A * STAR研究人员表明，信使RNA(mRNA)序列中的调整可以影响它们的蛋白质产生速率。这个过程对于胚胎干细胞(ESC)如何分化成其他组织类型非常重要。胚胎干细胞是胚胎中可以发育成体内任何组织的细胞。它们通过调节编码蛋白质的基因的表达来控制它们向其他细胞类型的分化。

核糖体是将mRNA序列翻译成蛋白质的分子机器。单个基因可通过称为RNA'剪接'的编辑过程产生许多不同的mRNA变体。许多这些mRNA变体产生相似但不同的蛋白质变体。mRNA含有编码区，其在任一端具有调节蛋白质合成的“非翻译区”(UTR)。

“我们着手确定剪接后mRNA UTR序列的变化如何影响mRNA变体翻译成蛋白质的速度，”A * STAR医学生物学研究所的Leah Vardy解释说。

通过比较mRNA剪接变体转化为胚胎干细胞和神经前体细胞(NPC)中的蛋白质的速率，这是一种细胞类型，其中胚胎干细胞可以分化，Vardy的团队发现剪接过程中产生的mRNA序列的微小变化会影响蛋白质的速率。生产这些变种。这对他们各自的蛋白质水平产生了很大的影响。

“我们已经知道UTR控制了翻译速率，但现在已经证明，同一细胞内的不同剪接变体也可以通过其UTR的变异进行翻译调节，”Vardy说。

研究人员使用RNA测序来确定不同变体的翻译率，这些变异基于与mRNA连接的核糖体的数量。具有高负荷的核糖体的那些被认为是更高翻译的。

例如，研究小组发现了31种不同的基因，这些基因在胚胎干细胞和鼻咽癌中表现出变异特异性的翻译速率变化。他们还发现，在胚胎干细胞中，10%的具有多种变体的mRNA对每种变体具有不同的翻译率。不同的翻译率与UTR序列的差异相关，研究人员认为这是翻译率变化的背后。

“这些研究结果证实了复杂性的增加，其中来自同一基因的不同剪接变体可以在同一细胞内以非常不同的速率翻译成蛋白质，”Vardy说。“这表明剪接也控制了特定变异体的蛋白质产生速率，而不仅仅是蛋白质序列。”

该团队接下来计划确定UTR中的一些关键调控序列，以确定它们如何调节翻译率。

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