科学家揭示mRNA的开头出现神秘修饰的目的

导读：由伯明翰大学的科学家领导的一个团队在距离揭开在信使RNA（mRNA）开头发现的一组独特的修饰的目的的研究上又近了一步……

由伯明翰大学的科学家领导的一个团队在距离揭开在信使RNA（mRNA）开头发现的一组独特的修饰的目的的研究上又近了一步，这些修饰长期以来一直是分子生物学中的一个基本之谜。信使RNA（mRNAs）对蛋白质的生产至关重要。它们位于链首的特定结构，称为帽（cap），有两个主要功能。首先是可以保护mRNA不被分解，并且它在信使RNA产生蛋白质的方式中起着关键作用。

除了帽状结构外，mRNA的前几个核苷酸可以携带称为甲基化的小修饰。这些现象出现在动物以及它们的一些寄生虫中，如SARS病毒和锥虫，但它们的目的一直是神秘的。

尽管科学家知道这些mRNA修饰已经超过45年了，但它们对mRNA功能的影响还没有被很好地理解。这是因为科学家们一直无法证明当mRNA中的这种甲基化被"敲除"，或从动物模型生物中移除时会发生什么。

在发表于《自然通讯》的一项新研究中，来自伯明翰大学、牛津大学、诺丁汉大学和华威大学的研究人员通过移除两个关键基因，成功地利用果蝇（Drosophila）创建了一个基因剔除模型。这意味着他们能够展示当果蝇没有甲基化过程中使用的两种酶时会发生什么。

他们发现，尽管经过改造的苍蝇仍然活着，但这两种酶在动物的奖励学习过程中发挥了重要作用，以至于敲除基因甲基化过程后的苍蝇在学习特定气味与糖类奖励的关联的能力方面表现出了缺陷。

主要作者伯明翰大学生物科学学院的马蒂亚斯-索勒博士说："这项研究向我们表明，mRNA修饰在大脑中具有重要功能。即使这些苍蝇是活的，但它们学习基本生存技能的能力不强"。

这项研究建立在该论文的共同作者之一、诺丁汉大学的Rupert Fray教授之前所做的工作之上，他发现小鼠体内的帽修饰是高度动态的。研究小组发现，这些修饰在将mRNAs运送到突触--神经元之间的交流场所--中发挥了作用。

牛津大学神经回路和行为中心的Scott WadDELL教授说。"这种学习表型开启了许多新的课题。尽管我们还不知道潜在的神经元功能障碍的详细性质，但它让人联想到与脆性X型智力迟钝蛋白有关的遗传病，它也涉及RNA生物学，并且已知会产生突触发育和可塑性方面的缺陷"。

伯明翰城市大学的Irmgard Haussmann博士补充说。"分析帽的修饰是非常具有挑战性的，需要采取进一步的技术障碍来研究特定mRNA中的修饰。这与SARS和其他拥有自己的帽状甲基化酶的病毒高度相关，但人们并不真正了解这在病毒-宿主相互作用中起什么作用。"

该团队的下一步将是更详细地研究修改后的mRNA能够影响与奖励学习和病毒传播有关的蛋白质表达的机制。