中心法则是现代生物学中最重要最基本的规律之一, 其在探索生命现象的本质及普遍规律方面起了巨大的作用,极大地推动了现代生物学的发展,是现代生物学的理论基石,并为生物学基础理论的统一指明了方向,在生物科学发展过程中占有重要地位。
来自美国马萨诸塞州伍兹霍尔海洋生物学实验室在Nucleic Acids Research上发表了题为Spatially regulated editing of genetic information within a neuron的论文。研究解释了鱿鱼的一项不可思议的能力,可以在轴突细胞的细胞核外编辑修饰mRNA。
中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA,再从RNA传递给蛋白质,即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA,即完成DNA的复制过程。这是所有有细胞结构的生物所遵循的法则。在某些病毒中的RNA自我复制(如烟草花叶病毒等)和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程(某些致癌病毒)是对中心法则的补充。
一般而言,遗传信息在被翻译成蛋白质之前会从DNA保守地传递到RNA。但是,也有例外,统称为RNA编辑,可以通过RNA对其进行编辑。在多细胞动物中,RNA编辑的最常见形式涉及将腺苷水解脱氨为肌苷(A→I),此过程由ADAR(作用于RNA的腺苷脱氨酶)家族的酶催化,单个编辑事件调节了多种蛋白质的功能特性,包括配体和电压门控离子通道,神经递质受体和其他信息。对神经系统功能至关重要。与转录一样,A→I RNA编辑,一直都被认为仅在细胞核内进行。
在研究中,研究人员发现鱿鱼对其信使RNA的编辑比人类中高了几个数量级,使其能够微调神经系统中产生蛋白质类型。在传统认知中所有的RNA编辑都是发生在细胞核中,然后经过修饰的信使RNA被输出到细胞外。但是在本研究中,研究人员证明,鱿鱼可以细胞核外进行RNA编辑,这就意味着它们,可以较为容易的改变蛋白质功能,来满足细胞的需求。同时,研究还发现鱿鱼的信使RNA在轴突细胞中的编辑效率要比在细胞核中的高得多。
研究人员还表示,鱿鱼严重依赖细胞核外的RNA编辑,这样可以使它们的神经系统中可以产生更加多样化的蛋白质,来完成复杂的生物行为。
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