科学家发现影响红细胞发育的新过程

红细胞赋予我们生命。他们运送氧气穿过我们的身体。红细胞发育的崩溃可能会危及生命，但是科学家们仍然需要学习很多确保这些细胞正常发育的分子过程。现在，弗雷德·哈钦森癌症研究中心的科学家发现了一种调节红细胞发育最早阶段的过程。这个发现发表在本月的《自然通讯》杂志上，可以揭示某些血液癌症和贫血出了什么问题。

研究干细胞如何发育成具有特定功能的细胞的帕特里克·帕迪森(Patrick Paddison)博士说：“这是一个新颖的发现。” 帕迪森(Paddison)与Hutch同事和医师科学家安德鲁·谢(Andrew Hsieh)博士共同领导了该项目，后者研究蛋白质生产中的毛刺如何促进癌症。

该团队首次证明，正在发育的红细胞使用特定的分子过程来确保产生红细胞特异性蛋白质。这是通过对RNA的修饰而发生的，RNA是我们蛋白质制造工厂“读取”以创建由我们基因编码的蛋白质的分子指令。研究人员发现，阻止产生这种修饰的分子机器可以阻止祖细胞(后者提供红血球和白血球的可再生来源)转变为红血球，但不能转变为相关的血细胞类型。

红细胞：必不可少的但尚未充分研究

这项工作源于Paddison与Hutch同事Beverly Torok-Storb博士的合作，他研究了产生我们的红细胞和白细胞的血干细胞。现在由Torok-Storb和Paddison联合指导的博士后研究员Daniel Kuppers博士是该项目的带头人。

红细胞使许多依靠输血的挽救生命的医疗程序成为可能。但是它们直接来自人。我们还没有弄清楚如何在制药厂生产替代产品。

帕迪森说：“部分原因是我们对红细胞发育过程的理解不够充分。” “对该过程的更详细的了解将使我们能够真正考虑临床应用。”

对红细胞发育研究不足的一个主要原因是，它们很难在实验室中生长。库珀斯为祖细胞开发了一种基于实验室培养皿的代理，使他能够寻找对红细胞发育重要的基因。

基于RNA的过程调节红细胞发育

库珀斯系统地筛选了细胞表达其致力于转化为红细胞的信号所必需的基因。该屏幕标记了一组基因，这些基因编码一种分子机器的成分，该成分将一种分子或“标记”添加到RNA中。

分子标记称为N6-甲基腺苷，简称m 6A。RNA标记(包括m 6 A)可帮助我们的细胞调整蛋白质生产工厂如何处理和解释RNA，从而影响蛋白质的制备方式。尽管m 6 A标记是40多年前发现的，但直到最近，技术的进步才使详细研究它成为可能。

此时，谢先生将他在蛋白质生产或翻译方面的专业知识带到了团队中。他说：“我的直觉是m 6 A控制了mRNA的翻译。”

谢的本能被库珀的实验所证实。库珀(Kupper)敲除了编码该机器部件的基因，从而阻止了该机器向RNA 添加m 6 A标记。当他这样做时，他发现参与红细胞发育的300种mRNA的翻译水平下降了，尽管RNA的水平保持不变。

Paddison解释说，这表明添加m 6 A的机器的主要靶标是编码对红细胞发育至关重要的蛋白质的RNA。他说，这些目标“包括许多与红系疾病有关的关键基因：白血病，骨髓增生异常综合症和贫血。”

添加m 6 A的机器的基因对于红细胞的发育至关重要。库珀将它们从接受骨髓活检的患者捐赠的血干细胞中去除。当他这样做时，干细胞将不再变成红细胞。但是，m 6 A的损失并不能阻止这些干细胞转变成至少两种其他类型的血细胞。出乎意料的是，该研究小组还发现m 6 A在开启一组其他红细胞特异性基因中起着至关重要的作用，这些基因包括与血红蛋白合成有关的基因，我们细胞的携氧分子以及与一种先天性贫血。

对发展和疾病有更深刻的了解

通常情况下，疾病不能追溯到明显的基因突变。这对于许多贫血病例都是如此。Hsieh说，揭示m 6 A影响几种贫血相关蛋白的产生可能是理解贫血原因的突破，并且可能揭示了新的治疗目标。

他和帕迪森(Paddison)致力于寻找m 6 A与与红细胞发育相关的疾病(包括贫血和癌症)之间的潜在联系。

帕迪森说，关于m 6 A及其在RNA上的作用，仍然存在许多悬而未决的问题。科学家对细胞如何确定哪些RNA获得这些标记的了解不多。并且在任何给定的细胞类型，包括红血细胞祖细胞，全RNA的30%至40%具有米6甲标记。

“受[m 6 A] 调控的RNA与不受[m 6 A] 调控的RNA有何特殊之处?” 谢说。

影响细胞发育的力量非常复杂，m 6 A只是一个参与者。了解它的作用也将有助于科学家了解更大的前景。

帕迪森说：“在一个生物体的发育过程中，发生了一系列基因调控的交响曲。了解其组成和所涉及的参与者，确实可以帮助您了解生物体是如何组合在一起的，并且可以为疾病可能出什么问题提供重要的线索。” 。