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影响脊柱椎骨数量发育的miRNA

《PNAS》发布美国哈佛大学医学院遗传学系一项研究发现,通过调控涉及脊椎动物胚胎模式形成与发育的Hox基因的表达,miR-196族的微RNA有助于控制小鼠脊柱的特性与数量。

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由莫纳什大学欧洲分子生物学实验室(澳大利亚)的Edwina McGlinn带领的一个国际团队发现,去激活一小组micrornA(miRNA)分子,可使脊椎的不同部分扭曲变形。Hox基因对于确定椎骨模式是至关重要的,也在脊髓以及更广泛的神经系统中发挥重要的作用。但是,这些基因是如何被调节的,尚不清楚。


Edwina的研究小组,敲除了miRNA家族mir-196的分子。他们用荧光标记来照亮这些miRNA分子本来早就定位的细胞,并且在那里,miRNA有潜力控制几十到几千个基因的水平。这引发了许多基因的一个“传感效应”,其中最显著的是Hox基因。


一条分段的脊柱,是脊椎动物的一种定义性特征。不同的物种在它们脊柱的不同部位有不同的椎骨,例如,在它们的脖子(颈椎)中,中上背部(胸锥),或下背部(腰椎)。值得注意的是,同一物种的个体它们的脊柱几乎没有显示出变化。这表明,每种动物已经在其环境中适应了正确的脊椎骨数量和类型。


Edwina说:“我们发现,在脊柱形成过程中,有一种机制,控制着从脊柱一个区域到到另一个区域的正确过渡。”


这项研究结果,是McGlinn研究团队一个项目的一部分,旨在构建“脊椎动物早期胚胎中如何形成正确大小、形状和数量的骨骼”的更完整的路线图。这方面的知识将有助于我们对发育过程的基本理解,反过来这又可以帮助治疗一些疾病,以及应用于再生医学:例如,在某些形式的白血病中,改变了的Hox基因表达是重要的,因此,了解如何调节这些基因,是至关重要的。


Edwina说:“这项研究仍处于早期阶段,但是,在你将这些知识用于医疗或再生目的之前,你必须了解一个胚胎是如何形成的。”


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