《PNAS》:RNA“质检员”被发现

在8月14日的《PNAS》网络版上，来自日本京都大学的研究人员发表的最新研究成果发现，脊椎动物细胞内有一套严格的"质量管理"机制来确保只有正确的信息从细胞核传递到细胞质，以防止不可靠信息在蛋白质合成过程中发挥作用。

DNA复制过程是以DNA双链中的一条链为模板合成的RNA，而由于合成蛋白组的核糖体在细胞质中，因此这种RNA需要从细胞核进入细胞质才能合成蛋白质。细胞核中的许多RNA常含有一些多余的遗传信息，这样的RNA通常会被"堵截"在细胞核中，但其中的原因尚未知晓。

京都大学分子生物学教授大野睦人等研究人员在对蛙的卵母细胞进行的实验中，发现了一个与RNA合成相关的特定碱基序列，这一碱基序列承担着“质检员”的工作。它能使含有多余遗传信息的RNA停留在细胞核内，而一旦RNA上多余的信息被剔除时，这一碱基序列就会允许加工后的RNA分子从细胞核向细胞质转移。

选择性拼接(alternative splicing)是一种常见的真核生物前体mRNA (pre-mRNA)转录后加工的方法，这是真核生物细胞在基因表达上的一项重要步骤：将pre-mRNA产物中的introns剪除，再将exons编接起来以产生可以转译出蛋白的mRNA。该过程在生物体功能及物种进化过程中都起到重要作用。

基因组测序计划的一个惊人的发现就是人类所具有的蛋白质编码基因的数量与明显较为简单的线虫的数量相似。显然，有基因以外的其他东西导致了较简单和较为复杂生命形式之间的遗传差异。

增加的功能和细胞复杂性大部分能够由基因和基因产物如何被调节来解释。现在，来自多伦多大学的研究人员在最新一期的《Genome Biology》杂志上发表的文章揭示出基因表达过程中的选择性拼接以一个细胞和组织特异性方式被调节的强度比之前认为的要高，并且这种调节很多是发生在神经系统中的。这种选择性拼接步骤能使一个单独的基因通过加工RNA转录本获得多种蛋白质产物。

多伦多大学的Benjamin Blencowe教授领导的研究组发现，与其他哺乳动物组织相比，神经系统组织中的相同生物学过程和途径中起作用的相当一部分基因是受到选择性拼接调节的。

Blencowe 教授解释说，最有趣的是许多基因在身体系统中具有重要且特殊的功能，其中包括与记忆和学习有关的功能。但是，在大多数情况下，研究这些基因的研究人员都没有意识到他们研究的基因在拼接水平上被调节。Blencowe相信，他的研究组获得的数据为了解基因在不同的身体部位起到不同作用的分子机制奠定一定的基础。

Blencowe 将这些发现部分归功于使用了一种由研究组在几年前改良的强大的工具。这种工具包含了基因芯片和计算机程序，使研究人员能够同时测量细胞和组织中成千上万个选择性拼接。研究人员表示，只是到了近期，研究人员才开始在基因水平上研究选择性拼接。多伦多的研究人员现在已经能够得到整体水平上的基因调节图谱。