《cell》文献翻译:分子生物学精选—微RNA的功能

bobo

Marie Z Bao
4 g* i$ Y' }5 J  z- Z! V  ^& J6 o! p$ e% u
Cell 138, 813-815, September 4, 2009
4 Z9 \5 \" g+ I, |; o" `) O5 ~( q! r1 F9 V& d5 N4 W- c

+ G! r; _& e/ u1 x: n1 N. M$ I- i% q" Z/ C* e8 x$ K
    微RNA对基因表达的转录后调节正迅速成为发育中决定细胞命运的基本分子机制。本期分子生物学精选描述了若干参与神经元和肌肉细胞分化、果蝇雌性生殖细胞产生以及无核血小板发育的微RNA。5 L6 O2 l1 s9 `

; H+ y3 S  z' s2 h8 C, K4 B2 c8 g" h 2 t1 \) r$ H8 N8 m5 o
8 Z" m, Y8 p0 k8 O1 g# D% n+ V
有关神经分化的困惑正在减少+ \8 _# ~/ u2 Z
7 h. ]- v! x4 G2 A2 V
    在脊椎动物神经系统的发育中，神经祖细胞从增殖转换成分化，产生后有丝分裂神经元。这种转换伴随有神经祖细胞专一性Swi/Snf类BAF(npBAF)染色质重塑复合物组分的改变，形成神经发育和树突形成所必需的神经元专一性BAF(nBAF)复合物。Yoo等发现在发育转换中，BAF亚基之一BAF53a与BAF53b的交换受两个微RNA (miR-9和miR-124)的调节。BAF53a是神经祖细胞增殖所必需的，它在小鼠脑发育中的后有丝分裂神经元内的表达下调。Yoo等的数据表明BAF53a的表达必须关闭才能产生BAF53b。尽管BAF53a mRNA的3’非翻译区有可供3个不同微RNA结合的位点，但只有两个微RNA (miR-9和miR-124)可介导BAF53a的抑制。在小鼠胚胎神经祖细胞中，miR-9和miR-124的超量表达可破坏神经祖细胞的增殖，而表达无微RNA结合位点的BAF53a基因则可恢复增殖。Yoo等进一步证实，在介导miR-9和miR-124的表达抑制，阻止BAF53a提前下调的过程中，有抑制元素-1-沉默因子(REST或NRSF)的参与。因此，Yoo等提供了在神经发育关键步骤中存在一个调节级联的证据，其中包括微RNA对细胞专一性染色质重塑复合物的调节。
7 b& F. R% H. W& z
" S, n2 F0 V3 Y7 U% yA. S. Yoo et al. (2009) Nature. Published online June 28, 2009 10. 1038/nature08139- v, }, l% M% r2 Q( v6 C, d- z
5 d& \! A: x6 d2 b) I6 W
两个微RNA(miR-143和miR-145)的作用- y* ~$ L; Q7 k9 }0 B
7 @0 }. x: [/ B' P) t( [0 R
    许多细胞在发育过程中最终分化，但血管平滑肌细胞（VSMC，血管壁的组分之一）等某些细胞可在静止状态、分化状态和增殖状态之间进行转换。Cordes等的新研究报告指出，两个微RNA (miR-143和miR-145)是VSMC的表型和演变的调节因子。miR-143和miR-145转录形成双转录产物，专一性地集中在可产生VSMC的心脏中胚层祖细胞内。Cordes等发现miR-143和miR-145的表达依赖心脏基础转录因子Nkx2.5血清反应因子(SRF)以及SRF辅助激活因子心肌素（进入VSMC状态所必需的蛋白质）。miR-145的表达可以诱导培养的神经嵴干细胞（存在于动脉平滑肌的多能细胞）分化成VSMC。Cordes等进一步证实，miR-145的表达以及心肌素是培养的小鼠成纤维细胞重新编程成为VSMC所必需的。他们还发现尽管miR-143不是VSMC产生所必需的，但它可与miR-145一起调节VSMC的表型。Cordes使用生物信息学方法鉴定了心肌素和两个指导VSMC增殖的转录因子(EIK-1和Klf4)的mRNA转录产物的3’非翻译区的微RNA结合位点。尽管EIK-1和Klf4分别受miR-143和miR-145的负调节，但心肌素的表达却因miR-145的调节而增加。由于心肌素促进这两种微RNA的表达，miR-145对心肌素的调节形成一个可促进VSMC分化、抑制VSMC增殖的正反馈环。miR-145对心肌素表达正调节的机制是需要进一步深入研究的重要课题。
+ a! x- I4 E1 i! K. U% r% n( j
/ w4 I+ e) D, j' |1 zK. R. Cordes et al (2009). Nature 460, 705-710; x- H1 S  \8 _6 {! M5 F1 \( D
- b4 `0 i1 Q4 X% {# _! m
与微RNA一起聚集4 P2 x4 _# G# F% r1 }

! J: t) i/ t; ~! s# h0 S    骨骼肌细胞与血管中的平滑肌细胞不同，可在肌肉形成过程中进行最终分化。这些骨骼肌细胞的多能祖细胞的主要标志物是转录因子Pax3，它限制分化，但可使这些祖细胞迁移到肌肉形成位点。表达Pax的肌肉形成多能祖细胞除了在胚胎发育中产生骨骼肌，在成体中亦可作为伴随细胞，是受伤时肌肉再产生所必需的。Crist等在最近的工作中研究了小鼠肌肉细胞分化过程中Pax3的调节，发现微RNA miR-27b有调节作用。在小鼠胚胎发育中，miR-27b在体节（肌肉产生从体节开始）中表达的区位与Pax3表达的区位相同。Crist等鉴定了在Pax3 mRNA 3’非翻译区中的miR-27b结合位点，证实miR-27b通过这个位点使培养细胞的Pax3的表达受到抑制。与miR-27b通过下调Pax3指导肌肉细胞分化的作用相吻合的是，miR-27b的超量表达可降低表达Pax3的祖细胞与小鼠胚胎肢芽中分化成肌肉细胞的比例。相反，在进行分化诱导的成体伴随细胞培养物中，miR-27b活性的抑制可导致Pax3表达上升，肌肉细胞的分化标志物的表达下降。另外，当miR-27b活性在受伤的成年鼠胸肌中受到抑制时，肌肉中有更多的伴随细胞表达Pax3，新肌肉纤维的再产生被推迟，所形成的肌肉纤维比对照鼠要小。总而言之，上述数据证实miR-27b的表达是骨骼肌形成的关键调节点，可作为进一步研究肌肉生成的分子调节的基础。! V( a% i! g+ K& _- T

0 a$ y9 s/ J+ {1 |: Y, |C.G. Crist et al (2009) PNAS 106, 13383-13387% Z+ O+ ?9 o5 X8 c6 m% |4 w
; F! B/ F4 [% V- I
发育调节的丧失影响深远+ _7 u6 F; K: M) x

$ e" {9 h9 a/ I- G9 |1 ]9 ~. N$ o    微RNA介导的调节通常发生在一个生物学过程中某个确定步骤。Iovino等最近报道微RNA miR-184在果蝇卵子形成和胚胎形成的多个阶段中有令人惊讶的广谱作用。在果蝇中，母亲向卵子提供的mRNA转录产物的互补物对合子的正常发育至关重要。尽管在胚胎形成过程中合子大量表达miR-184，但母体提供的miR-184对缺失miR-184基因的果蝇(ΔmiR-184合子突变体)的正常发育是足够的。缺失miR-184基因的影响主要显现在ΔmiR-184雌性果蝇的致育性上，在蝇龄5天后完全不能产生卵子。另外ΔmiR-184雌蝇卵形成的胚胎有严重缺陷，导致99%的后代在成年之前死亡。为了了解miR-184如何调节卵子形成和早期胚胎形成，Iovino等人的研究主要集中在ΔmiR-184雌蝇表型的三个最重要的方面：（1）卵子产生能力的逐渐丧失；（2）卵子的不正常表型；（3）胚胎前后端构型及细胞形成的缺陷。他们发现miR-184是卵巢中干细胞分化必需的，也是卵泡和胚胎发育中对称性形成所必需的。在这些过程中，miR-184作用的转录产物为调节因子编码，而不是为关键途径诱导因子或形态发生素编码，这说明miR-184在这些过程中的作用是调节发育，而不是指导发育。4 s% i! o+ q# [/ _

: e( E% U6 z( V8 L3 EN. Iovino et al (2009) Del. Cell 17, 123-133! x6 Q( Y5 E4 u0 t
( B) Y; t+ A/ p" n4 c
无细胞核？无DNA？没问题！0 @. Y' F+ [1 K6 N8 k
* Z0 V6 O3 F' R5 v
    微RNA可对基因表达进行转录后即时调节。Landry等发现即使在没有细胞核和基因组DNA的人血小板中，也含有活跃的微RNA途径。血小板不能进行转录调节，但必须以某种方式进行基因表达的调节。为了研究这种调节如何进行，Landry等分析了人血小板RNA，发现血小板中含有大量不同种类的微RNA以及有某些在有核细胞中存在的微RNA途径。微RNA成熟分为两个阶段，第一阶段是在细胞核中产生微RNA前体（前miRNA），第二阶段是在细胞质中产生有功能的微RNA。由于血小板是从巨核细胞祖细胞芽生产生的，它们只有微RNA细胞质成熟过程中所必需的组分，没有产生前miRNA所必需的细胞核加工蛋白。在这类血液组分中，只存在三种主要微RNA中的前miRNA和成熟微RNA。血小板和有核细胞一样，其微RNA与指导微RNA作用其标靶的效应蛋白Argonaute2 (Ago2)结合。Landry等鉴定了微RNA miR-223在为受体蛋白P2Y12（血液凝集的关键调节因子）编码的mRNA 3’非翻译区的结合位点。他们进一步给出了P2Y12的表达受与Ago2结合的miR-223的调节的证据。有趣的是，在血小板中的mRNA转录产物有超长的3’非翻译区，这说明微RNA在无核血液组分的基因表达中有非常重要的作用。; m6 x. m  l8 a3 D  t8 ?
$ }3 q' o0 O6 P+ i$ D4 B
P. Landry et al. (2009) Nat. Struct. Mol. Biol. Published online August 9, 2009. 10.1038/nsmb.1651. I, _2 a8 \6 b6 u

4 R+ G* }$ L6 A& [, A/ H本文转自建人先生原创，感谢

张也行

建议LZ把论文原文也贴出来，这样可以有个参考。哈哈 LZ辛苦了

fanfuzi09

首先，谢谢楼主；
+ y5 }3 Q" n' w9 a; S4 Y  ]) u其次，建议贴上文章的标题吧，那样更方便下文章。

夜神月

翻译的很认真

tengqi

新手来学习学习

nebula

回复 1# bobo
+ x* Q% ^& B1 H
7 {1 I" r: l( e) T& D0 S! _
- C& [4 j2 }6 \  H! n7 W8 j3 j0 m   谢谢了

txqtop

有没有原文啊，急需 啊！！！

罗马星空

不看白不看，看也不白看  

科研人

努力~~各位。。。  

兔兔

站个位在说