作为对不利和压力条件的反应，生物体快速改变或微调其基因表达谱的能力是决定其在不稳定环境中生长和生存机会的重要特征。虽然染色体DNA转录活性的调控是控制基因表达水平的有效手段，但它也是一个耗时和精力消耗的过程，通常缺乏精细的细节，不能对外部线索提供足够快速和微妙的反应。因此，真核生物通常依靠转录后控制机制来将基因表达与环境条件偶联。这些机制可以在细胞的蛋白质含量中产生小范围和大规模的改变，作用非常快，并且具有很强的特异性，可以影响可用mRNA分子的稳定性/衰减以及它们被翻译成蛋白质的程度。

图1所示。在高温下生长时，与成熟的成虫和抗应力的dawer幼虫相比，失去了从mrna 5 '端移除保护性帽结构的能力的蠕虫(脱帽幼虫)的形态。

使用线虫秀丽隐杆线虫我们已经证明，mRNA衰变机制的完整性对于动物在极高环境温度下适当适应和完成发育至关重要。秀丽隐杆线虫在12-25°C的温度范围内可以正常发育，而在较高的温度下，生长的幼虫有能力进入另一种发育途径并作为幼虫而停滞。道尔幼虫对压力非常有弹性，当条件改善时可以恢复正常发育。在我们的研究中，我们使用的突变动物失去了去除mRNA分子5 '端帽结构的能力，这使得主要的mRNA衰变途径无效。在适宜的温度下，这些脱帽突变体可以存活并生长成熟，尽管比野生型慢。然而，当暴露在27.5°C时，它们无法完成发育，这是不可逆的，在类似于daer的幼虫状态下被阻止(图1)，但不显示daer幼虫的生理特征，也不提供任何生存优势，因为动物在几天内死亡。我们的分析表明，这种不能正确适应压力环境的原因可以追溯到调节miRNA的无能lin-4诱导其靶mRNA的衰变lin-14这在脱帽突变体中稳定在异常高的水平。在常温下也能观察到这种稳定性，这也可以解释它们发育缓慢的原因。这些RNA分子在异时通路中具有中心作用，其中包括许多负责协调发育时间事件的miRNA/mRNA相互作用秀丽隐杆线虫。这种异时遗传网络的许多组成部分实际上是进化保守的，并参与其他动物系统中关键发育决策的进展。这意味着通过控制这种相互作用的有效性，脱帽介导的mRNA衰变可以在发育过程的时间调节中发挥广泛的作用，以及一般的mRNA功能。

进一步的分析表明，仅在蠕虫的神经系统中恢复脱帽活动，可以防止脱帽突变体在高温下发育停滞，并在适宜的温度下将其生长速度提高到正常水平。这一观察结果强烈表明，神经元细胞通过调节mirna和mRNA衰变机制来控制基因表达，以调节激素或其他信号的分泌，并整合环境线索来协调远端组织的发育事件。总的来说，我们的工作揭示了mRNA降解在时空基因表达的转录后控制中不可或缺的作用，这可以为适应外部因素提供稳健性，为真核生物在不断变化和经常恶劣的环境中生长和生存所使用的机制开辟了新的视角。

Fivos Borbolis, Popi Syntichaki
雅典科学院生物医学研究官方manbetx手机版基金会，基础研究中心，希腊雅典

出版

mRNA脱帽复合体的神经元功能通过异慢性基因表达的时间调控决定秀丽隐杆线虫在高温下的存活。
陈建军，陈建军，陈建军，陈建军，陈建军，陈建军
Open Biol. 2017年3月

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