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近期，Cell Reports在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）研究員鮑嵐課題組的最新研究進(jìn)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(zhǎng)鏈非編碼RNA ALAE通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)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(zhǎng)的機(jī)制。

神經(jīng)元作為一類(lèi)高度特化的細(xì)胞，形成樹(shù)突和軸突。神經(jīng)元胞體中的mRNA可運(yùn)輸至樹(shù)突和軸突，并通過(guò)局部翻譯來(lái)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(guò)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(dá)，并具有很高的組織分布特異性，但對(duì)神經(jīng)元軸突中l(wèi)incRNA的分布、功能和作用機(jī)制知之甚少。

該研究通過(guò)對(duì)背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元進(jìn)行RNA測(cè)序并建立lincRNA表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)lincRNA ALAE在初級(jí)感覺(jué)神經(jīng)元軸突中高度富集。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，ALAE在神經(jīng)元軸突中與Gap43 mRNA競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合KHSRP蛋白，促使Gap43 mRNA從KHSRP抑制復(fù)合體中釋放，通過(guò)增加GAP43的局部翻譯上調(diào)其蛋白水平，從而促進(jìn)軸突生長(zhǎng)。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(shí)空調(diào)控，加深了對(duì)非編碼RNA功能和機(jī)制的理解，為神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育提供了新的分子機(jī)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(lèi)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(yíng)養(yǎng)與健康研究所研究員楊力、中科院分子細(xì)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(guó)家自然科學(xué)基金委、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)、上海市科委、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)委員會(huì)的資助。

軸突富集lincRNA ALAE通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)KHSRP參與調(diào)控局部翻譯和軸突生長(zhǎng)的分子機(jī)制

(責(zé)任編輯：劉思慧)