国际基因组学大会生育健康临床应用

导读

在真核生物中，基因表达涉及多个细胞区室。DNA在细胞核中转录后，mRNA前体经过加帽、剪接、3′ 端截短及poly(A) 添加，形成成熟mRNA，经核输出后在细胞质中翻译。mRNA稳定性受5′或3′ UTR调控，如5′ UTR上的uORF可通过核糖体停滞诱导mRNA降解，同时降低主ORF翻译

转录与mRNA降解原被视为独立过程，现研究表明二者存在反馈调控：

A）斑马鱼和小鼠研究发现，由提前终止密码子（PTC）引发的无义介导的mRNA降解（NMD）可上调功能相关基因转录，mRNA片段可能通过染色质修饰触发遗传补偿反应。

B）酵母研究显示，mRNA降解因子突变可增加mRNA稳定性，但不影响其稳态水平，表明mRNA半衰期变化可通过转录反向调节补偿。

硼（B）是植物生长所必需的营养元素，但过量时具有毒性。NIP5;1作为硼酸转运蛋白，在低硼条件下促进吸收，而在高硼条件下mRNA不稳定，以防止过量吸收。该降解受5′UTR上AUGUAA诱导的核糖体停滞触发，硼稳定eRF1并促进其与Met-tRNAi互作，阻碍翻译再起始，引发mRNA切割与降解。此外，NIP5;1表达受STOP1调控，但未发现其对硼的响应，硼依赖的NIP5;1转录调控机制仍待研究。

2025年3月24日，东京大学农业与生命科学研究院Toru Fujiwara团队在Nucleic Acids Research上发表了一篇题为“Ribosome stalling-induced NIP5;1 mRNA decay triggers ARGONAUTE1-dependent transcription downregulation”的论文，提出了一种新的调控模型，即翻译过程不仅感知养分状态以选择性降解mRNA并减少翻译，而且该降解过程还能与AGO1共同作为触发信号，诱导转录下调。这些过程相互交织，形成转录、mRNA降解与翻译之间的多层次耦合，实现高度精细的调控并对环境变化作出迅速响应。