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Science:miRNA编码行为

摘要 : 10月22日《Science》杂志上发表苏塞克斯大学Claudio R. Alonso研究团队文章,首次揭示了一种控制精确行为的microRNA。如果这种microRNA发生了突变,果蝇幼虫被颠倒之后就难以恢复自己的方位。

 10月22日《Science》杂志上发表苏塞克斯大学Claudio R. Alonso研究团队文章,首次揭示了一种控制精确行为的microRNA。如果这种microRNA发生了突变,果蝇幼虫被颠倒之后就难以恢复自己的方位。

MicroRNA(miRNA)是长约22nt的非编码RNA,这些小RNA在天然细胞中大量存在,它们能与靶基因的mRNA配对,在转录后水平上调控目标基因的表达。大量研究表明,microRNA控制着胚胎发育、细胞分化、器官生成等重要的生物学过程,对于正常发育、细胞生长和生物行为非常关键,而且与复杂的神经退行性疾病有关。

此前人们已经发现,microRNA能够影响神经系统的形成。这项研究表明,microRNA在行为控制方面也起到了重要的作用。

“从出生那一刻开始,所有动物(包括人类)的生存都依赖于自己的简单行为,比如进食所必须的原始反射。”Dr Alonso解释道。“然而,我们对基因组如何编码简单行为还知之甚少。”

“这项研究的发现可以帮助我们理解人类疾病背后的具体机制,尤其是导致行为失调的神经系统疾病,比如帕金森病。”

研究人员最初是在研究microRNA对果蝇神经系统的影响。鉴于某些microRNA的缺乏并未显著影响神经系统的结构,他们开始关注果蝇神经系统能否正常发挥功能。

研究显示,miR-iab4/8发生突变会影响果蝇幼虫的行为能力。这些幼虫被颠倒之后不能自主调整方向(self-righting)。果蝇是遗传学研究中常用的模式生物,它们与包括人类在内的高等生物共享许多基础机制,而且繁殖速度快,容易在实验室中培养。

进一步研究表明,这种突变影响了Hox基因Ultrabithorax。Ultrabithorax基因主要控制昆虫中胸到腹部第一节的发育,去除该基因在特定神经元中受到的抑制会导致self-righting缺陷。

这项研究为人们展示了一个由microRNA编码的行为。研究人员指出,在果蝇和其他生物中应该还有其它microRNA参与了行为控制。

原文链接:

MicroRNA-encoded behavior in Drosophila

原文摘要:

The relationship between microRNA regulation and the specification of behavior is only beginning to be explored. Here we find that mutation of a single microRNA locus (miR-iab4/8) in Drosophila larvae affects the animal’s capacity to correct its orientation if turned upside-down (self-righting). One of the microRNA targetsinvolved in this behavior is the Hox gene Ultrabithorax whose derepression in two metameric neurons leads to self-righting defects. In vivo neural activity analysis reveals that these neurons, the self-righting node (SRN), have different activity patterns in wild type and miRNA mutants while thermogenetic manipulation of SRN activity results in changes in self-righting behavior. Our work thus reveals a microRNA-encodedbehavior and suggests that other microRNAs might also be involved in behavioral control in Drosophila and other species.

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