UCLA团队开发新工具揭示mRNA稳定性在疾病中的关键作用-肽度TIMEDOO

在细胞世界里,基因要想“发挥作用”,不仅要能生产足够多的信使RNA(mRNA),还得保证这些分子不会过早“报废”。就像一家披萨店,即使有30个外送员,如果车子半路抛锚,披萨也送不到顾客手中。

mRNA的作用是将DNA中的指令,从细胞核传递到细胞质,让蛋白质制造机器得以运转。一般来说,更多的mRNA意味着更多的蛋白质,但如果这些mRNA分子太快分解,蛋白质的产量就会受到限制。

“每一条mRNA最终都要走向消亡,”美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)整合生物学与生理学教授Xinshu Xiao说,“大多数研究关注的是mRNA是如何被制造出来的,而对它们分解的速度关注较少。但其实,这同样重要。”

mRNA的产生与稳定性都可能受到DNA突变(genetic variants,遗传变异)的影响,而这些变异会决定细胞能制造多少蛋白质,并进一步影响个体患病的风险。长期以来,科学家一直难以区分某个变异到底影响了mRNA的“生产量”,还是它的“寿命”。

由UCLA博士生Elaine Huang领衔,Xiao团队开发了一款名为 RNAtracker 的计算工具(已免费开放),帮助研究者明确基因调控到底是发生在mRNA生产阶段,还是稳定性阶段。用披萨的比喻来说:是因为“披萨做得不够多”,还是“外送车坏在半路”?RNAtracker正是解决这一难题的工具。

研究团队将RNAtracker应用于一个包含16个人类细胞系的公开数据集,这些细胞中,新的mRNA分子被化学标记并随时间跟踪。结果发现,不少基因的稳定性会因特定突变而变化,其中许多基因与免疫系统功能密切相关,尤其是先天免疫系统——机体抵御感染的第一道防线。

更重要的是,一些与mRNA不稳定性相关的遗传变异,早已在大规模基因研究中被证明与自身免疫性疾病相关。进一步建模分析显示,这些受稳定性调控的基因表达水平,与过敏性鼻炎、红斑狼疮、糖尿病和多发性硬化等疾病存在显著关联。

“这一发现提示我们,部分疾病相关的遗传变异可能正是通过影响mRNA稳定性来发挥作用,”Xiao表示。

Huang补充说:“基础研究能够改变研究者的关注焦点。对于药物研发人员而言,若不意识到mRNA稳定性的重要性,就无法针对性地进行治疗开发。我们希望把聚光灯打到这一长期被忽视的环节上。”

Xiao还强调,美国国立卫生研究院(NIH)通过支持如ENCODE这样的重大项目,为全球科学家共享大数据、取得突破性发现提供了关键支持。

参考文献:Huang, E., et al. Genetic variants affecting RNA stability influence complex traits and disease risk. Nature Genetics (2025). DOI: 10.1038/s41588-025-02326-8 www.nature.com/articles/s41588-025-02326-8

编辑:王洪

排版:李丽