UCLA團隊開發(fā)新工具揭示mRNA穩(wěn)定性在疾病中的關鍵作用-肽度TIMEDOO

在細胞世界里,基因要想“發(fā)揮作用”,不僅要能生產足夠多的信使RNA(mRNA),還得保證這些分子不會過早“報廢”。就像一家披薩店,即使有30個外送員,如果車子半路拋錨,披薩也送不到顧客手中。

mRNA的作用是將DNA中的指令,從細胞核傳遞到細胞質,讓蛋白質制造機器得以運轉。一般來說,更多的mRNA意味著更多的蛋白質,但如果這些mRNA分子太快分解,蛋白質的產量就會受到限制。

“每一條mRNA最終都要走向消亡,”美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)整合生物學與生理學教授Xinshu Xiao說,“大多數(shù)研究關注的是mRNA是如何被制造出來的,而對它們分解的速度關注較少。但其實,這同樣重要?!?/p>

mRNA的產生與穩(wěn)定性都可能受到DNA突變(genetic variants,遺傳變異)的影響,而這些變異會決定細胞能制造多少蛋白質,并進一步影響個體患病的風險。長期以來,科學家一直難以區(qū)分某個變異到底影響了mRNA的“生產量”,還是它的“壽命”。

由UCLA博士生Elaine Huang領銜,Xiao團隊開發(fā)了一款名為 RNAtracker 的計算工具(已免費開放),幫助研究者明確基因調控到底是發(fā)生在mRNA生產階段,還是穩(wěn)定性階段。用披薩的比喻來說:是因為“披薩做得不夠多”,還是“外送車壞在半路”?RNAtracker正是解決這一難題的工具。

研究團隊將RNAtracker應用于一個包含16個人類細胞系的公開數(shù)據(jù)集,這些細胞中,新的mRNA分子被化學標記并隨時間跟蹤。結果發(fā)現(xiàn),不少基因的穩(wěn)定性會因特定突變而變化,其中許多基因與免疫系統(tǒng)功能密切相關,尤其是先天免疫系統(tǒng)——機體抵御感染的第一道防線。

更重要的是,一些與mRNA不穩(wěn)定性相關的遺傳變異,早已在大規(guī)?;蜓芯恐斜蛔C明與自身免疫性疾病相關。進一步建模分析顯示,這些受穩(wěn)定性調控的基因表達水平,與過敏性鼻炎、紅斑狼瘡、糖尿病和多發(fā)性硬化等疾病存在顯著關聯(lián)。

“這一發(fā)現(xiàn)提示我們,部分疾病相關的遺傳變異可能正是通過影響mRNA穩(wěn)定性來發(fā)揮作用,”Xiao表示。

Huang補充說:“基礎研究能夠改變研究者的關注焦點。對于藥物研發(fā)人員而言,若不意識到mRNA穩(wěn)定性的重要性,就無法針對性地進行治療開發(fā)。我們希望把聚光燈打到這一長期被忽視的環(huán)節(jié)上?!?/p>

Xiao還強調,美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)通過支持如ENCODE這樣的重大項目,為全球科學家共享大數(shù)據(jù)、取得突破性發(fā)現(xiàn)提供了關鍵支持。

參考文獻:Huang, E., et al. Genetic variants affecting RNA stability influence complex traits and disease risk.?Nature Genetics?(2025).?DOI: 10.1038/s41588-025-02326-8?www.nature.com/articles/s41588-025-02326-8

編輯:王洪

排版:李麗