人類DNA序列中編碼了約2萬個基因，但每個基因都可通過“選擇性剪接”過程產(chǎn)生的許多不同基因版本或異構(gòu)體進行表達。選擇性剪接大大增加了基因組的編碼復(fù)雜性，其重要性在于，這些異構(gòu)體具有不同的功能特性，在健康和疾病中發(fā)揮著作用。
已知選擇性剪接在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中特別重要，它在大腦的發(fā)育和功能中也發(fā)揮作用。在新近發(fā)表于《細胞報告》上的研究中，埃克塞特大學(xué)喬納森·米爾教授領(lǐng)導(dǎo)的團隊使用新型長讀測序法來表征完整的轉(zhuǎn)錄本，描述了人類和小鼠大腦中存在的所有異構(gòu)體。他們此次檢測到的大約一半的異構(gòu)體，以前都沒有被描述過，而這些新異構(gòu)體中大多數(shù)都擁有編碼蛋白質(zhì)的潛力。
研究人員說：“異構(gòu)體具有廣泛的功能，選擇性剪接在調(diào)節(jié)大腦中的基因功能方面起著重要作用，與許多腦部疾病有關(guān)。現(xiàn)在，我們首次表征了人類和小鼠大腦中所存在的不同異構(gòu)體，并探索了大腦發(fā)育過程中會發(fā)生的差異。研究確定了數(shù)千種新大腦表達異構(gòu)體，證實了皮層中選擇性剪接的重要性，其顯著增加了轉(zhuǎn)錄多樣性，支持大腦中基因調(diào)控的重要機制。”
研究人員表示，人類和小鼠大腦之間特定基因的異構(gòu)體多樣性存在重大差異，胎兒和成人皮質(zhì)之間的巨大變化也表明選擇性剪接在神經(jīng)發(fā)育中的重要作用。
喬納森·米爾說：“我們很高興地發(fā)現(xiàn)與3種腦部疾病(阿爾茨海默癥、自閉癥和精神分裂癥)相關(guān)的基因都具有許多以前未描述過的新異構(gòu)體。我們正在探索這些異構(gòu)體在疾病發(fā)作中是如何發(fā)揮作用的。”
總編輯圈點
選擇性剪接,是指從一個mRNA前體中通過不同的剪接方式產(chǎn)生不同的mRNA剪接異構(gòu)體。相同的分子，不同的結(jié)構(gòu)，也就有了不同的功能，有了多種多樣的生物世界。選擇性剪接在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中特別重要，但是它究竟發(fā)揮什么作用，還有待進一步揭示。這次，科研人員表征了人和小鼠大腦中存在不同異構(gòu)體，而且特定基因的異構(gòu)體多樣性存在重大差異。大腦對我們來說仍然是一片神秘領(lǐng)域，科研人員用各種不同的工具，沿著不同路徑出發(fā)，試圖全方位揭開大腦的神秘面紗。
