未来大家做实验,尤其RNA的研究,例如Q-PCR、RNA-seq、基因芯片等,需要
考虑采样时间和病人(动物)体温
了。
最新研究,
柏林自由大学(Free University of Berlin)的科学家已经发现细胞可调节自身的基因转录水平和方式,应对体温非常小的变化,或者说体温调节着体内基因的转录情况,而且以改变某些基因的mRNA可变剪接为手段
。
“像一个温度计一样,这些基因的改变和体温的变化呈现直线正相关。让机体对体温的变化做出微小的适应变化,”Free University 的Florian
Heyd教授这样说道,他主持了这项研究,成果发表在了
Molecular Cell
上。
细胞里面这个“温度计”对于在36~38°C之间变化的体温来讲,足以做出灵敏的反应,从而调控细胞的某些基因的表达方式。虽然这项研究在小鼠身上开展,但是这也必将对人体细胞的功能研究以及生理改变具有重要指导意义。
“众所周知,恒温动物的细胞需要一个相对稳定的温度,把体温维持在约37℃左右,”博士后Marco Preußner
说道,也是本研究的第一作者,
“即使在温度变化只有+ / - 5°C(32~42℃),那么细胞就会受到热休克或者冷休克的冲击,这可以导致细胞几小时后死亡。
出于这个原因,温血动物的身体必须保持相对恒定的温度和防止身体过热或者过冷。然而,身体的温度在一天之内会稍微有所浮动:在活动期(小鼠的活跃期是晚上,晚上是小鼠体温较高的时刻),机体的温度大约比休息阶段高1.5℃”。
Marco Preußner来自于自由大学的生化实验室的,主要做RNA的生物化学特性的研究。他表示,“这种温度上的微调,使得细胞发展出了调控mRNA表达从而稍微适应温度变化的能力,而这些基因会在24小时内出现节奏性地改变。”
而细胞的调控基因表达方式主要是通过改变同一基因的同一转录本的不同剪接方式,控制mRNA的丰度的方式来达到的。
”有超过100个基因对于时间节点以及体温变化做出了敏感的响应变化,他们的转录本剪接方式发生了改变,不同的蛋白质产生取决于一天的时间和身体的温度,” Florian Heyd 这样说。
在此项研究中,
研究人员通过转录因子TBP的可变剪接为例,为大家展示了蛋白是如何响应体温的变化而发生自我剪接改变的。
结果证明,
小鼠晚上时候(活跃期)含有TATA-box(引发基因转录)的转录本表达量会升高。
小鼠体温的变化可以调节TBP的剪接方式,在这个案例中,温度的变化改变着TBP转录本前体中的某个内含子是否被剪接。“
这个机制是非常有价值的,因为平时大家研究的信号通路很难在如此小的温度变化范围内调控细胞功能,而且体温的变化导致的基因表达谱的变化有可能使得很多研究成果不那么可信,或者说很多没有考虑到体温因素的研究是不完美的。
” Florian Heyd解释道。
这下可麻烦了,我们辛辛苦苦做的lncRNA、miRNA的表达谱分析,难道就被你这体温不一样给否定了?这科研还咋做下去啊。往后测序或者芯片检测是不是还得考虑采样的时间和体温啊?晕乎乎的。
有些聪明的童鞋,一下子想到了发烧。发烧了机体的基因表达谱岂不是肯定要变化,而这种变化和免疫反应息息相关,做免疫研究的童鞋可以从体温变化、发烧、感染引起的发烧等角度出发进行研究。
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”。
参考资料:
1. Body Temperature Cycles Control Rhythmic Alternative Splicing in Mamm
als.
Molecular Cell