【科技前瞻】Nature:研究人员揭示调控多能性干细胞发育的关键基因

为了让细胞和组织正常地发挥功能，某些基因需要在正确的时间开启和关闭，以响应来自细胞外的生长因子信号。已知SMAD2和SMAD3（SMAD2/3）蛋白是这个细胞信号转导过程的一个重要组成部分，在细胞内部被激活，是开启和关闭许多不同生物过程所需的基因，包括胚胎发育和生长、免疫系统的激活等。从控制某些细胞类型生长到控制其他细胞类型对应激作出反应，它们与某些被称为转录因子的DNA结合蛋白相互作用。SMAD2/3在不同的细胞中还具有不同的功能，但其作用机制尚不清楚。

近日，来自剑桥大学的研究人员探究了人多能性干细胞中的SMAD2/3与其他蛋白之间的相互作用。他们发现尽管SMAD2/3确实结合一些转录因子，但也和参与细胞中的一系列分子过程的蛋白发生相互作用，从而协调这些蛋白进行细胞信号转导。其中的一种分子过程是近期发现的被称RNA编辑的机制。当蛋白在细胞中产生时，DNA先是经过转录产生信使RNA（mRNA），随后mRNA经翻译后产生细胞所需要的蛋白。然而，RNA编辑能够对mRNA进行修饰，从而降低它的稳定性、控制它产生的蛋白长度并且要比仅阻止RNA转录更快地关闭基因。

该研究首次观察到SMAD2/3能够激活经过RNA编辑的蛋白，从而使得特定的mRNA变得不稳定和快速地降解。SMAD2/3发挥的作用是将细胞信号转导与RNA编辑关联在一起，从而允许细胞开启和随后再次关闭对发育至关重要的基因。鉴于SMAD2/3的活性受到生长因子的调节，这项研究阐明了胞外信号能够控制干细胞功能的一种新方式。

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