近期，Cell Reports在線發(fā)表了中國科學(xué)院分子細胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細胞生物學(xué)研究所）研究員鮑嵐課題組的最新研究進展——Axon-enriched lincRNA ALAE is required for axon elongation via regulation of local mRNA translation。該研究揭示了軸突富集的長鏈非編碼RNA ALAE通過競爭RNA結(jié)合蛋白KHSRP并與Gap43 mRNA相互作用從而調(diào)節(jié)軸突局部翻譯和參與軸突生長的機制。

神經(jīng)元作為一類高度特化的細胞，形成樹突和軸突。神經(jīng)元胞體中的mRNA可運輸至樹突和軸突，并通過局部翻譯來參與調(diào)控神經(jīng)元的發(fā)育和神經(jīng)環(huán)路的建立。課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，軸突中有富集的microRNA（miRNA）通過調(diào)控軸突中的局部翻譯并參與軸突延伸，提示非編碼RNA在軸突發(fā)育中發(fā)揮重要功能（Wang et al. Cell Reports, 2015；Wang & Bao, Journal of Molecular Cell Biology, 2017）。已有研究顯示，lincRNA在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育早期高表達，并具有很高的組織分布特異性，但對神經(jīng)元軸突中l(wèi)incRNA的分布、功能和作用機制知之甚少。

該研究通過對背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元進行RNA測序并建立lincRNA表達譜，發(fā)現(xiàn)lincRNA ALAE在初級感覺神經(jīng)元軸突中高度富集。進一步研究發(fā)現(xiàn)，ALAE在神經(jīng)元軸突中與Gap43 mRNA競爭結(jié)合KHSRP蛋白，促使Gap43 mRNA從KHSRP抑制復(fù)合體中釋放，通過增加GAP43的局部翻譯上調(diào)其蛋白水平，從而促進軸突生長。該研究首次發(fā)現(xiàn)軸突富集的lncRNA可作為軸突發(fā)育的重要調(diào)節(jié)分子參與mRNA時空調(diào)控，加深了對非編碼RNA功能和機制的理解，為神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育提供了新的分子機制。

鮑嵐課題組博士研究生魏滿義和黃建松為論文的共同第一作者，鮑嵐和上海腦科學(xué)與類腦研究中心副研究員王斌為論文的共同通訊作者。研究工作得到中科院營養(yǎng)與健康研究所研究員楊力、中科院分子細胞卓越中心研究員程紅、南方科技大學(xué)研究員蔣興宇和中科院上海高等研究院研究員張旭的支持，獲得國家自然科學(xué)基金委、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、上海市科委、中科院青年創(chuàng)新促進委員會的資助。

論文鏈接

軸突富集lincRNA ALAE通過競爭KHSRP參與調(diào)控局部翻譯和軸突生長的分子機制

來源： 分子細胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心