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位于Friedrich Miescher生物医学研究所(FMI)的HelgeGroßhans及其小组阐明了RNA结合蛋白和干细胞因子LIN41的作用模式。在动物模型中,他们表明LIN41通过两种不同的机制沉默四种特定的mRNA。他们发现机制的选择取决于mRNA LIN41结合的位置。由于产生LIN41抑制的蛋白质负责细胞成熟,这些新发现可能与未来的干细胞疗法相关。
四种蛋白质的混合物足以重新编程皮肤细胞,使它们成为多能干细胞。日本科学家Shinya Yamanaka在2006年发现的蛋白质混合物重新唤醒了在发育过程中丢失的细胞能力。对于这一具有再生医学潜力的发现,Yamanaka获得了2012年诺贝尔生理学或医学奖。从那时起,用于产生诱导多能干(iPS)细胞的方法得到了进一步的改进。例如,通过替换最初与另一种蛋白质-LIN41一起使用的重编程因子之一,iPS细胞质量得到了改善
LIN41,也称为TRIM71,与原始的Yamanaka因子基本不同,Yamanaka因子都是转录因子,即控制信息从DNA复制到mRNA的蛋白质。相反,LIN41被认为在后续步骤中起作用,可能结合成熟mRNA以调节它们。然而,结合mRNA的身份和结合的后果在很大程度上是难以捉摸的
在今天发表在Molecular Cell上的一项研究中,由FMI小组负责人HelgeGroßhans领导的科学家小组与来自Rafal Ciosk小组的同事讨论了这些问题。在线虫秀丽隐杆线虫的实验中,他们发现LIN41可以通过两端的结合来沉默mRNA,但是涉及两种不同的机制:如果LIN41与3'(后)末端结合,则mRNA转录物经历降解; 如果它绑定到5'(前端),则翻译被压制。Großhans评论道:“最初,我们惊讶地发现LIN41具有两种不同的作用机制,并且该机制由结合位点决定。但是现在如果其他RNA结合蛋白也没有表现出来,我们会感到惊讶。依赖于位置的活动选择。“
在细胞中的数千个mRNA中,LIN41分别对转录因子或转录辅因子的每个编码进行特异性调节。第一作者Florian Aeschimann(Großhans小组的博士生)解释说:“有趣的是,这些因子,特别是MAB-10和LIN-29A,在线虫和哺乳动物细胞的细胞成熟过程中起着重要作用.LIN41因此失活重要球员有两种不同的方式。“ 由于关于LIN41作用模式的新发现提供了对诱导多能干细胞生成中也发生的过程的见解,它们可能与未来干细胞疗法的发展相关。
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