如何统治一个基因星系:来自发育中的神经元的教训

人类有机体包含数百种不同的细胞类型，它们的形状和功能往往与其邻居不同。为了获得并保持其特征，每种细胞类型必须表达一个独特的基因子集。神经元是我们大脑的功能单位，通过神经元前体的分化来发育，这一过程依赖于数百甚至数千个神经元特异性基因的协调激活。

一项新的研究发表在自然通讯来自IoPPN的MRC发育神经生物学中心(MRC CDN)的研究人员与罗格斯新泽西医学院(美国)的Tian实验室合作开展了这项研究，揭示了这种同步是如何在分子水平上实现的。研究人员发现，许多编码神经元蛋白的RNA信使含有特殊的序列，在一种名为曲曲脯氨酸(tristetraprolin，简称TTP)的RNA结合蛋白存在时，这种序列可以促进神经元蛋白的不稳定。这种蛋白在增殖的前体细胞和非神经元细胞中以相对较高的水平表达，但在发育的神经元中，通过一种称为miR-9的脑富集调控RNA表达下调。TTP/miR-9对作为一个开关，限制非神经元细胞中神经元信使的非计划积累，并确保这些分子在神经元中的协调积累。

MRC CDN研究的资深作者尤金·马克耶夫博士评论说:“多个基因的连贯调控可能会带来实质性的后勤问题，就像经营一家雇用数千人的成功企业或控制星球大战电影中庞大的银河帝国一样。”“我们的研究表明，微调信使稳定性是正常大脑发育过程中协调基因表达变化的重要机制。”

信使稳定性、细胞定位和翻译成相应蛋白质产物的调节缺陷通常会导致严重的疾病，包括神经退行性疾病和癌症。TTP/miR-9靶基因的一个子集先前已与这些疾病联系起来，确定TTP或/和miR-9的失调控是否在这种病理环境中起致病作用将是重要的。此外，通过揭示迄今为止未知的调节神经元分化的机制，Makeyev及其合著者的研究将促进神经和神经退行性疾病的新型细胞替代疗法的发展。

“成年人大脑中神经元的自然更新是出了名的低效，随着我们年龄的增长，它可能会变得几乎不存在。随着平均寿命的持续增加，神经元替换可能在未来的某个时候成为一种常见的医疗程序。卢克·天行者和他年迈的父亲肯定会认同这个想法。”