神 經(jīng)元復(fù)雜且高度拉長的結(jié)構(gòu)使得亞細(xì)胞區(qū)域受到局部需求的影響。 軸突中 mRNA 的定位在神經(jīng)元穩(wěn)態(tài)和突觸可塑性中起著關(guān)鍵作用，而活動(dòng)依賴的翻譯變化是驅(qū)動(dòng)突觸可塑性、學(xué)習(xí)和記憶的必要條件。 然而，使用目前的分子工具，我們對(duì)突觸代謝和分子可塑性的動(dòng)力學(xué)尚不完全了解。
uORF（上游開放閱讀框）：是一類能夠精確控制蛋白質(zhì)翻譯的 mRNA 元件。成熟 mRYA的 5′UTR中一種轉(zhuǎn)錄后調(diào)控元件 ,它能夠調(diào)控下游主要開放閱讀框 (mORF)的翻譯水平。 eIF4G2（真核翻譯起始因子 4 伽瑪 2）基因有 31個(gè)轉(zhuǎn)錄本、 280個(gè)直系同源物和 2個(gè)旁系同源物。在甲狀腺、胎盤（ RPKM 201.0）和其他 25種組織中普遍表達(dá)。
成像方法為發(fā)現(xiàn)軸突中的 mRNA奠定了基礎(chǔ)。使用機(jī)械分離方法對(duì)這些 RNA的亞細(xì)胞定位和翻譯進(jìn)行了研究。酶促標(biāo)記法最近實(shí)現(xiàn)了對(duì)亞細(xì)胞區(qū)室蛋白質(zhì)組成的細(xì)胞類型特異性分析。對(duì)靜息神經(jīng)元的研究揭示了局部轉(zhuǎn)錄本的獨(dú)特生物學(xué)特性，包括它們的異構(gòu)體特異性和 5'和 3'非翻譯區(qū)（ UTR）受 RNA結(jié)合蛋白（ RBPs）的調(diào)控。例如，樹突定位的 RNA具有更長的 5' UTRs，這可以通過形成結(jié)構(gòu)基序并與 RBPs相互作用來啟動(dòng)復(fù)雜的翻譯程序。這些 RBPs與 5' UTRs的結(jié)合與神經(jīng)元轉(zhuǎn)錄本的翻譯動(dòng)力學(xué)相關(guān)。 5' UTRs內(nèi)的序列元件會(huì)影響核糖體的結(jié)合以及不同刺激和細(xì)胞狀態(tài)下下游編碼序列（ CDS）的翻譯。然而，尚不清楚 5' UTRs或其他機(jī)制是否以及如何調(diào)節(jié)樹突定位信息的 CDS翻譯。神經(jīng)科學(xué)的一個(gè)長期目標(biāo)是理解樹突 RNA的定位如何導(dǎo)致依賴于蛋白質(zhì)合成的突觸可塑性。
今天，和大家分享在《Nature neuroscience》（IF=25）上發(fā)表的文獻(xiàn)，關(guān)于“樹突翻譯”方面的研究。
文獻(xiàn)賞析
文章名稱：
Neuronal activity rapidly reprograms dendritic translation via eIF4G2:uORF binding
文章作者：
Ezgi Hacisuleyman, Caryn R. Hale, Natalie Noble, Ji-dung Luo, John J. Fak, Misa Saito, Jin Chen, Jonathan S. Weissman & Robert B. Darnell
文章鏈接：
https://www.nature.com/a rticles/s41593-024-01615-5#Sec8
文章摘要：
學(xué)習(xí)和記憶需要通過樹突翻譯的活動(dòng)誘導(dǎo)性變化來實(shí)現(xiàn)，但是哪些mRNA參與其中以及它們是如何被調(diào)控的仍不清楚。在本研究中，為了監(jiān)測去極化如何影響局部樹突生物學(xué)，我們采用了樹突靶向的鄰近標(biāo)記方法，隨后進(jìn)行交聯(lián)免疫沉淀、核糖體分析和質(zhì)譜分析。用KCl或谷氨酸激動(dòng)劑DHPG使初級(jí)皮質(zhì)神經(jīng)元去極化，會(huì)導(dǎo)致樹突蛋白表達(dá)的快速重編程，其中樹突mRNA和蛋白質(zhì)的變化之間的相關(guān)性較弱。對(duì)于部分預(yù)先定位的mRNA，去極化增加了上游開放閱讀框（uORFs）及其下游編碼序列的翻譯，從而實(shí)現(xiàn)了涉及長期增強(qiáng)、細(xì)胞信號(hào)傳遞和能量代謝的蛋白質(zhì)的局部生產(chǎn)。這種活動(dòng)依賴的翻譯伴隨著非典型翻譯起始因子eIF4G2的磷酸化和募集，而翻譯的uORFs足以賦予去極化誘導(dǎo)的、eIF4G2依賴的翻譯控制。這些研究揭示了一個(gè)意想不到的機(jī)制，即eIF4G2介導(dǎo)的活性依賴性u(píng)ORF翻譯控制將活動(dòng)與局部樹突重構(gòu)聯(lián)系在一起。
使用產(chǎn)品及產(chǎn)品鏈接：
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https://www.biorbyt.com/mpp9-antibody-orb100446.html
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Human M-phase Phosphoprotein 9 ELISA Kit
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EIF4G2 siRNA (Human)
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EIF4G2 siRNA (Mouse)
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