在胚胎發(fā)育中，胚層形成過程決定何種細胞成為何種器官，Sanford-Burnham研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)在這一過程中microRNA具有至關(guān)重要的作用。
胚胎發(fā)育是一個奇妙的過程，由一個初始細胞就能發(fā)育成為整個生命體。毫無疑問，胚胎發(fā)育是一個受到嚴格調(diào)控的過程，該過程中的一切都必須在正確的時間到達正確的位點。發(fā)育和細胞生物學家們在胚胎發(fā)育的研究中探索著人何以為人的分子線索。
“在胚胎發(fā)育早期，細胞分配形成外胚層、中胚層和內(nèi)胚層，這一過程被認為是zui重要的發(fā)育事件之一，”領導這項研究的Sanford-Burnham研究所教授Mark Mercola解釋到。
這篇發(fā)表在Genes & Development雜志上的文章指出，在胚胎發(fā)育過程中microRNA對細胞和胚層的定位具有重要作用。
甲之垃圾，乙之寶藏mRNA負責將基因組的蛋白編碼指令傳遞給蛋白合成工廠，而microRNA比較短也不編碼蛋白。多年來科學家們一直將編碼microRNA的基因組區(qū)域視為“垃圾”。
然而，現(xiàn)在人們已經(jīng)知道m(xù)icroRNA并非垃圾，它們雖然沒有編碼蛋白質(zhì)，但能夠與mRNA結(jié)合，阻止mRNA編碼的蛋白合成。microRNA以這種方式?jīng)Q定蛋白在特定時間合成與否，由此發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。
越來越多的人將microRNA視為細胞正常功能和人類疾病進程中的重要部分，而這項研究指出microRNA對胚胎發(fā)育也由重要作用。
掌控細胞的命運為了研究在早期胚胎發(fā)育中對胚層形成有影響的microRNA，研究人員對人類基因組中的大多數(shù)（約900個）microRNA進行了分別研究，測試了這些microRNA指導胚胎干細胞形成中胚層和內(nèi)胚層的能力。由此，他們發(fā)現(xiàn)了有兩個microRNA家族，let-7和miR-18，能夠阻斷內(nèi)胚層形成，同時促進中胚層和外胚層的形成。
為了驗證上述發(fā)現(xiàn)，研究人員人工阻斷了let-7的功能。研究顯示，let-7的功能缺失極大改變了胚胎細胞的命運，原本應當形成中胚層和外胚層的細胞轉(zhuǎn)而成為了內(nèi)胚層，證實microRNA在胚胎發(fā)育中的關(guān)鍵作用。
隨后，研究人員對let-7和miR-18的作用機制進行了深入研究。他們發(fā)現(xiàn)這些microRNA是通過抑制TGFβ信號通路來指導中胚層和外胚層的形成。TGFβ影響著許多細胞行為，包括細胞增殖和分化。let-7和miR-18調(diào)控TGFβ的活性，以此決定哪些細胞成為骨骼，哪些細胞成為大腦。
這項研究對全基因組microRNA文庫進行了系統(tǒng)性的篩選，找出了控制復雜生物學過程的關(guān)鍵分子。研究人員指出，microRNA是胚胎發(fā)育時細胞命運的有力調(diào)控者。
