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已知两种基因LIN28和MKRN3与人类的性早熟相关

导读 关于青春期的发病如何在人类中得到控制的知之甚少,但是在蛔虫线虫中发现新基因可能是决定何时进行青少年到成年过渡的缺失环节。已知两种基...

关于青春期的发病如何在人类中得到控制的知之甚少,但是在蛔虫线虫中发现新基因可能是决定何时进行青少年到成年过渡的“缺失环节”。已知两种基因LIN28和MKRN3与人类的性早熟相关,其中年仅六岁的幼年可能开始发育成人特征。这些基因存在于所有动物中,包括秀丽隐杆线虫,其中它们也控制着幼年到成年的转变。在新发现之前,尚不清楚这两个基因是如何连接的。

青少年向成人转变的更明显迹象往往是外部 - 身体形态,成熟的生殖器 - 但同时也发生神经系统变化。在人类中,青春期大脑的成熟与多种神经精神疾病的易感性增加有关,因此更好地理解这些过程对于理解心理健康以及基本的神经生物学非常重要。

道格拉斯波特曼实验室的两项新研究,博士在罗切斯特大学医学中心和纽约大学的David Fitch发表在Developmental Cell和eLife上,发现了一种新的发育时机机制,涉及在微观蛔虫C. elegans中长的非编码RNA。他们的研究揭示了一种令人惊讶的新分子机制,它控制着身体形态,神经回路的成熟和行为的性别特定变化的时间。

秀丽隐杆线虫长期以来一直被研究人员用来理解生物学的基本机制。使用这些蠕虫的许多发现适用于整个动物界,这项研究使人们对人类生物学有了更广泛的了解。事实上,三项诺贝尔医学和化学奖已被授予涉及秀丽隐杆线虫的发现。

研究人员发现了一种新的基因,当它被破坏时,会延迟从幼年到成年阶段的过渡。令人惊讶的是,这种称为lep-5的基因并不像大多数基因那样充当蛋白质。相反,它起着长的非编码RNA(lncRNA)的作用,这是最近发现的一类基因,其功能基本上仍然是神秘的。研究小组观察到,这种lncRNA通过直接与LIN-28和LEP-2(一种类似于MKRN3的秀丽隐杆线虫基因)相互作用,对促进幼年到成年的转变非常重要。由于LEP-2和LIN-28的人类版本都涉及青春期的时间,新的研究表明,尚未发现的lncRNA对人类的这一过程也可能是必不可少的。

在蛔虫神经系统中,一些神经回路在男性成为性成熟的成年人时经历功能性转变,这对于产生对于生殖成功重要的成人特异性行为是至关重要的。雄性尾巴也经历了形状变化,从而实现了交配行为。研究人员发现,同样的途径控制着这些回路的功能成熟和尾部的形状。携带lep-5突变的蛔虫成为成熟的成年人,但它们的神经系统在幼年阶段仍然被捕,并且它们的尾巴保持幼年形态。

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