大多数人都熟悉小学生物学中的细胞核作为DNA的储藏室。但原子核也包含几个不同的结构，称为核体或域，科学家们才刚刚开始了解它们的作用。

其中一些结构充满了基因信息，也称为RNA转录本。

现在，多伦多大学的研究人员报告了与人类细胞中不同核体相关的RNA转录本的首次大规模调查。他们的工作表明，这些结构充当协调基因调控和细胞分裂的枢纽。

“众所周知，一些核结构域含有RNA，但在以前的研究中没有系统地探测到该RNA的组成，”该研究的资深作者、唐纳利细胞和生物分子研究中心分子遗传学教授BenjaminBlencowe说。，在Temerity医学院。

“我们的数据不仅揭示了不同核结构域的RNA组成，还提供了有关其中一些结构域功能的线索，”他说。

MolecularCell发表了研究结果。

直到现在，关于核体成分的信息都是零散的，因为没有方法能够对定位于这些结构的RNA进行系统调查。但博士后研究员RasimBarutcu和研究生MingkunWu意识到他们可以应用一种名为APEX-Seq的方法，该方法由斯坦福和伯克利的科学家开发。

APEX是一种酶，可以与任何感兴趣的蛋白质融合，并允许在其附近标记RNA和其他生物分子。然后可以通过测序分离和鉴定标记的RNA。通过将APEX与位于不同核体中的各种标记蛋白融合，Barutcu和Wu能够为每个标记蛋白创建RNA图。在这项工作中，他们与Blencowe实验室的高级研究助理UlrichBraunschweig以及多伦多大学分子遗传学教授和Lunenfeld-Tanenbaum研究所的高级科学家Anne-ClaudeGingras的小组合作。西奈卫生系统、多伦多大学分子遗传学助理教授兼病童医院科学家PhilippMaass和澳大利亚Garvan医学研究所首席研究员RobertWeatheritt。

研究小组在核体中发现了大量新的RNA，从数百到数千不等。Barutcu说，以前，已知只有少数转录本与其中一些结构相关，他的研究得到了Banting博士后奖学金和加拿大卫生研究院(CIHR)的奖学金的支持。

一项数据立即震惊了研究人员。被称为斑点的核体与数量惊人的带有保留内含子的RNA转录物相关，这些片段不编码蛋白质。

当一个基因被转录成RNA时，内含子必须在细胞核中剪接出来，然后才能将转录物释放到细胞内部，作为制造蛋白质的模板。

这一发现使他们意识到斑点与一类具有延迟剪接的内含子有关。转录本的性质为它们的功能提供了线索。它们是从控制基因调控和细胞分裂周期各个方面的基因转录而来的。必须及时激活控制细胞周期进程的基因，以便它们的蛋白质产物仅在需要时才产生。这个过程中的错误是众所周知的癌症驱动因素。

研究人员提出了一个模型，其中斑点的作用可能是协调从转录物中去除内含子，以调节它们从细胞核中的释放，以及随后将它们翻译成基因调控和细胞周期所需的蛋白质因子。这种机制将有助于确保对细胞信号做出快速反应，从而在正确的时间制造出正确种类的蛋白质。

此外，当斑点被破坏时，这会改变保留内含子的剪接，包括那些位于直接参与细胞周期控制的基因中的内含子，这支持了斑点与细胞周期进程有关的观点。

担任加拿大RNA生物学和基因组学研究主席和医学研究班伯里主席的Blencowe说，该模型开辟了思考细胞周期调控的新方法，并对癌症研究产生了影响。

“我们发现了一种涉及与斑点完整性相关的差异内含子保留的机制，这种机制不仅可以在正常细胞分裂中发挥重要作用，而且还可以在癌症中发挥重要作用，”他说。

除了斑点之外，研究小组还发现了大量与核层相关的内含子保留转录本，这些核层形成于细胞核的外围，但这一观察结果的功能意义仍不清楚。

研究人员表示，他们希望该领域的其他人能够利用他们的数据集，开辟研究核体功能的新途径，而许多问题仍然悬而未决。

Blencowe还补充说，该项目之所以成为可能，是因为现在已经废弃的CIHR基金会资助计划提供了长期研究资金，可以自由地追求新的方向。