随着细胞的分化，转录水平和基因转录本的降解水平发生了变化。 转录速率变得更高，而降解似乎下降。
图片来源: Nicolas Battich，Hubrecht Institute
Hubrecht研究所(KNAW)的研究人员开发了一种新的方法来评估基因转录的产生和降解是如何被调控的。在3月6日发表在《Science》杂志上的这项研究中，他们发现细胞使用不同的策略来控制转录拷贝的数量，这是细胞正常运作所必需的。
我们的身体由数以万亿计的细胞组成，它们都含有相同的 DNA。尽管每个细胞中的 DNA 是相同的，但生物体由许多不同类型的细胞组成，每种细胞具有不同的功能。 在不同的细胞类型中，DNA 上活跃的基因也不同——不同的配方被用来构建细胞的组成部分。这反过来又决定了它是什么样的细胞，例如，皮肤细胞或肌肉细胞。为了做到这一点，细胞复制基因，即所谓的转录本，这些基因可以用来生产蛋白质。
平衡创造与毁灭
细胞中每个基因转录本的数量是衡量这些基因活性的标准。这个数字可以通过制造新的拷贝，这个过程叫转录，以及通过销毁已经存在的副本，这个过程叫降解。在单个细胞中，转录本拷贝的数量通常是通过破坏细胞来测量的，因此不能在同一个细胞中实时监测。因此，到目前为止，还不清楚单个细胞中转录和降解如何组合调节特定转录本的拷贝数。
当细胞特化(位于中心的两边) 时，干细胞标记基因 Lgr5的转录水平下降。深绿色味着更高的转录水平。
图片来源: Nicolas Battich，Hubrecht Institute
给新的转录本贴上标签
来自Hubrecht研究所的Alexander van Oudenaarden、Hans Clevers和 Marvin Tanenbaum等研究小组的研究人员开始着手解决这个问题，他们开发了一种新的单细胞测序技术，用以区分新的转录本和已存在的转录本。
独特的策略
通过将这些数据与计算机模型相结合，研究人员确定转录和降解在很大程度上参与了调节转录本数量。Battich说:“细胞似乎使用不同的策略来调节它们基因的活动——或者这些转录本的拷贝数。对于某些基因，细胞必须能够非常迅速地改变转录本的数量。这些基因都在高水平上被转录和降解。通过这两个过程，细胞能够非常迅速地改变转录本的数量，例如，通过同时减少转录和增加降解。
这种新方法被称为 scEU-seq，可用于研究许多过程，如发育过程中细胞的特化、健康和癌症系统中细胞分裂的调节。
Sequencing metabolically labeled transcripts in single cells reveals mRNA turnover strategies. Nico Battich, Joep Beumer, Buys de Barbanson, Lenno Krenning, Chloé S. Baron, Marvin E. Tanenbaum, Hans Clevers, Alexander van Oudenaarden. Science 2020.
https://science.sciencemag.org/content/367/6482/1151
https://phys.org/news/2020-03-scientists-method-distinguish-newly-gene.html
作者地址：Hubrecht Institute
译文校稿：LuLu
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