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近期，Cell Reports在線發(fā)表了中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心（生物化學與細胞生物學研究所）研究員鮑嵐課題組的最新研究進展——Axon-enriched lincRNA ALAE is required for axon elongation via regulation of local mRNA translation。該研究揭示了軸突富集的長鏈非編碼RNA ALAE通過競爭RNA結合蛋白KHSRP并與Gap43 mRNA相互作用從而調節(jié)軸突局部翻譯和參與軸突生長的機制。

神經元作為一類高度特化的細胞，形成樹突和軸突。神經元胞體中的mRNA可運輸至樹突和軸突，并通過局部翻譯來參與調控神經元的發(fā)育和神經環(huán)路的建立。課題組前期研究發(fā)現，軸突中有富集的microRNA（miRNA）通過調控軸突中的局部翻譯并參與軸突延伸，提示非編碼RNA在軸突發(fā)育中發(fā)揮重要功能（Wang et al. Cell Reports, 2015；Wang & Bao, Journal of Molecular Cell Biology, 2017）。已有研究顯示，lincRNA在神經系統(tǒng)發(fā)育早期高表達，并具有很高的組織分布特異性，但對神經元軸突中l(wèi)incRNA的分布、功能和作用機制知之甚少。

該研究通過對背根神經節(jié)神經元進行RNA測序并建立lincRNA表達譜，發(fā)現lincRNA ALAE在初級感覺神經元軸突中高度富集。進一步研究發(fā)現，ALAE在神經元軸突中與Gap43 mRNA競爭結合KHSRP蛋白，促使Gap43 mRNA從KHSRP抑制復合體中釋放，通過增加GAP43的局部翻譯上調其蛋白水平，從而促進軸突生長。該研究首次發(fā)現軸突富集的lncRNA可作為軸突發(fā)育的重要調節(jié)分子參與mRNA時空調控，加深了對非編碼RNA功能和機制的理解，為神經系統(tǒng)發(fā)育提供了新的分子機制。

鮑嵐課題組博士研究生魏滿義和黃建松為論文的共同第一作者，鮑嵐和上海腦科學與類腦研究中心副研究員王斌為論文的共同通訊作者。研究工作得到中科院營養(yǎng)與健康研究所研究員楊力、中科院分子細胞卓越中心研究員程紅、南方科技大學研究員蔣興宇和中科院上海高等研究院研究員張旭的支持，獲得國家自然科學基金委、中科院戰(zhàn)略性先導科技專項、上海市科委、中科院青年創(chuàng)新促進委員會的資助。

軸突富集lincRNA ALAE通過競爭KHSRP參與調控局部翻譯和軸突生長的分子機制

(責任編輯：劉思慧)