什么使神经元成为神经元 研究发现脑细胞中RNA结合蛋白的线索

科学家们仍然不清楚为什么几乎每种RNA结合蛋白都有兄弟姐妹 - 或“旁系同源物”。虽然这种同胞蛋白具有相同的起源并且以多种方式彼此相似，但是它们被认为在细胞中实现不同的功能。专注于两种对神经系统很重要的兄弟RNA结合蛋白PTBP1和PTBP2，一组研究人员发现，当神经干细胞转变为神经元时，这些蛋白质在发育中的大脑中具有多余和独特的功能-通过电气和化学信号处理和传输信息的电池。

“PTBP1在神经干细胞中表达，而PTBP2在分化神经元中表达，”加州大学河滨分校医学院生物医学科学助理教授Sika Zheng说，他领导了这项研究项目。“它们的表达几乎是相互排斥的。在大脑发育期间，细胞将PTBP1的表达转换为PTBP2。这有助于神经元分化过程，并且可以让我们深入了解是什么使神经元成为神经元。”

研究结果将于12月6 日出现在Cell Reports中。

这项研究使用多种小鼠模型进行，对微调中风，肌萎缩侧索硬化症和帕金森病等神经系统疾病的干细胞治疗策略具有重要意义。

郑解释说，在人类中，通常需要数月才能将干细胞分化为神经元。

“在分子水平上理解这些蛋白质如何工作以及神经元如何获得它们的构建块可以帮助我们加速分化过程并使其更有效率，”他说。

他解释说PTBP1和PTBP2可以看作兄弟姐妹，他们都是天生的音乐家，除了PTBP1是古典音乐的大师，而PTBP2掌握了当代音乐。

“可以想象，两者都喜欢音乐，有时候也会以同样的方式表演，”郑说。“但在其他时候，他们以不同的方式解释和播放音乐，例如，使用不同的风格和乐器，给予不同的意义和情感相同的分数。在这个类比中，乐谱是原始的遗传信息或细胞中的早熟RNA。”

早熟RNA是未经加工的RNA分子，其从细胞核中的DNA模板“复制”。过早的RNA通过RNA结合蛋白的帮助进行广泛修饰以产生成熟的RNA遗传信息。取决于如何进行修饰，可以不同地处理相同的过早RNA以产生最终RNA产物的变体。细胞内所有成熟RNA的组成共同决定细胞身份。

“使用相同的类比，性能是最终产品或成熟RNA，”郑继续说。“由于PTBP1和PTBP2的活性，神经干细胞和神经元具有不同的RNA集合。”