私たちの体はある種のmRNA編集を行い、理由がわかりません

著名な遺伝学者および進化生物学者セオドシウス・ドブツハンスキー（1900-1975）は、1973年にジャーナルでエッセイを発表しました アメリカ生物学の教師、「生物学の何も進化に照らして意味がある」というタイトル。タイトルは科学サークルで大人気になりました。それは、米国のノートルダム大学のヨルダン科学ホールにも刻まれていました。

最近、の記事 Journal of Molecular Evolution 中国農業大学のQiuhua XieとYuange Duanは、北京農業大学で、進化の光の中でも、動物や真菌におけるA-I-I RNA編集の広範な持続性を理解することは容易ではないと仮定しました。

A-to-I RNA編集は、Dobzhanskyの時代にはまだ発見されていませんでした。

タンパク質を調理します

DNAは基本的にレシピの本です。各レシピは、アミノ酸と呼ばれる20個の成分をさまざまな方法で組み合わせることにより、特定のタンパク質を作る方法を体内の細胞に伝えています。

レシピは単一のタンパク質用である場合があり、時には複数用です。いずれにせよ、各レシピは遺伝子と呼ばれます。レシピは、4つの「文字」で構成されるアルファベットを使用している遺伝子独自の言語で書かれています。たとえば、a、t、g、およびCで構成されています。たとえば、成分のアラニンはGCAとして書くことができます。グリシンはGGTなどと書くことができます。

細胞はレシピを転写して、DNAの遺伝子からmRNAにタンパク質を作る。次に、細胞はmRNAを核からリボソームに移動し、mRNAがタンパク質を作るために「読み取られ」ます。

細胞がmRNAにレシピをコピーすると、特定の文字、特に上記のmRNA言語の「A」（アデノシンのために立っている）に「I」（イノシン）を切り替えます。この変換は、A-to-I mRNA編集と呼ばれます。 ADARと呼ばれる細胞内のタンパク質がそれを担当します。

そして、リボソームがこのmRNAから読み取ってタンパク質を作ると、イノシンがグアニンであるかのように読み取られます。したがって、A-to-I mRNA編集は、たとえばAxxによってコードされたアミノ酸を備えたタンパク質をもたらします。

これは危険です。

なぜそんなに複雑なのですか？

レシピのいくつかの文字は、レシピが終了するリボソームに伝えています。それらは停止コドンと呼ばれています。 2つの例はUAGとUGAです。 ADARタンパク質がそれらのいずれかに作用すると、リボソームは代わりにそれらをUGGとして読み取ります。これはアミノ酸トリプトファンを挿入する指示です。したがって、その時点で停止する代わりに、建設中のタンパク質はトリプトファンを受け取り、リボソームは次の停留所コドンに当たるまで続きます。

ファンキーな部分は、ADARを介したA-to-I mRNA編集が存在することを知っているが、その理由がわからないということです。

たとえば、目標が細胞がUAGの代わりにUGGを見るようにリボソームに指示するように指示することであった場合、DNAがUGGを最初から言うのは簡単だったでしょう。しかし、ADARを介した方法は、何らかの未知の理由でより複雑です。DNAはUAGと言い、その後、後でUGGに変更するために介入するADARタンパク質が続きます。

理にかなっています

2024年1月の調査では、中国のヤングリングにある北西A＆F大学の研究者は、この質問を菌類に提起しました。 Fusarium graminearum、小麦や大麦の作物に感染します。

しかし、謎の別のリマインダーを見つける代わりに、彼らは手がかりを垣間見ることができました。

いつ F. Graminearum 感染した植物、すなわちその栄養成長段階で成長し、その細胞はA-to-I mRNA編集を行いません。しかし、真菌が性的段階に入ると、そのDNAからmRNAに転写された26,000を超える部位がA-to-I mRNA編集を受けます。

なぜ？

チームは71に焦点を合わせました F. Graminearum ADARタンパク質がスクランブルしたというUAGストップコドンによってコーディング配列が中断された遺伝子。これらのすべての遺伝子の前処理されたmRNAバージョンには早期の停止コドンが含まれていたため、チームは遺伝子と呼ばれます。 PSC。

それらがいずれかを削除したとき PSC ゲノムからの遺伝子、 F. Graminearum 栄養成長段階では影響を受けませんでした。しかし、彼らが削除を始めたとき PSC 性的段階の遺伝子、観察可能な効果がありました。

これは、A-to-I mRNA編集が適切な機能に不可欠であることを証明しました PSC 性発達中の遺伝子。

彼らはまた、2つの遺伝子の編集されていないバージョンであることを発見しました（PSC69 そして PSC64）栄養成長段階での真菌が環境ストレスに抵抗するのを助けました。これは、DNAのAをA Gに変異させることは、無性の成長中に不利な点があることを意味していました。これらの発見は、これらの2つの遺伝子のDNA配列のAを人生の初めにA Gに置き換えなかった理由を説明しました。

決して簡単ではありません

チームが調査した71の遺伝子のうち、A-to-I mRNA編集の恩恵を受けるのは2つだけでした。しかし、真菌のゲノムの他の26,000個のサイトはどうでしょうか？時間の経過とともに、A-t-I mRNA編集の恩恵を受ける遺伝子が増加し、ADARによるmRNA編集が遺伝子発現経路の重要な成分になる可能性があります。その時点で、ADARベースの編集機械によって保護された、より多くのG-to-A変異がゲノムに蓄積し始めると考えられます。

スペインのアルフォンソX（1221-1284）は、「全能主が彼の創造に着手する前に私に相談したなら、私はより簡単なことを勧めるべきだった」と言われていると言われています。

北京の研究者たちはこの嘆きを共有しているように見えますが、彼らの明確化はより平凡でした。 A-to-I mRNA編集の正味の利点を説明することは、「その機能を明らかにするよりもはるかに難しい」と彼らは論文に書いた。

DP Kasbekarは退職した科学者です。