希伯来大学研究发现斑马鱼为 RNA 在胚胎形成中的作用提供了线索

即使是不懂科学的以色列人也能从COVID-19 疫苗中认识到术语“mRNA”（信使 RNA），他们允许护士多次将这种疫苗注射到手臂中。分子生物学家将 mRNA 称为单链 RNA 分子，它表达基因的遗传序列，并由核糖体读取，核糖体读取 mRNA 序列并将遗传密码翻译成一串氨基酸，这些氨基酸发展成长氨基酸，折叠形成蛋白质。

现在，耶路撒冷希伯来大学(HU)的一项新研究提出了对胚胎发育过程中 mRNA 调控的见解。该研究结合了斑马鱼的单细胞 RNA 测序和代谢标记——斑马鱼是一种可爱的、透明的条纹观赏鱼，由于它们的基因组测序完全、生育能力和发育速度快，它们经常被用作生物医学研究的模型动物，包括人类疾病和生物过程。

他们在著名的《自然》杂志上发表了重要论文，标题为“来自代谢标记单细胞 RNA-seq 的斑马鱼胚胎发生中的细胞类型特异性 mRNA 转录和降解动力学”。

这种方法量化了单个细胞类型内的 mRNA 转录和降解率，揭示了基因之间的不同调节率和细胞类型特异性的降解差异。研究人员指出，了解胚胎发育过程中的 mRNA 调控有助于了解特定细胞中基因如何在精确的时间打开和关闭，从而帮助我们了解发育、细胞命运决定以及在医学和生物学中的潜在应用。

该研究由博士生 Lior Fishman 及其团队在 Silberman 生命科学研究所研究员 Michal Rabani 博士的指导下领导，并与美国国立卫生研究院的研究人员合作。它描述了胚胎发育过程中 mRNA 调控的复杂过程，并为能够产生多种不同细胞类型的多能细胞如何通过基因表达采用专门的身份提供了独特的见解。

他们解释说，胚胎发育涉及多能细胞通过采用特定的基因表达谱来呈现特殊的身份，但了解 mRNA 转录和降解对形成这些谱的相对贡献一直具有挑战性，特别是在具有不同细胞身份的胚胎中。

使用单细胞 RNA 测序追踪斑马鱼的基因

在这项研究中，研究人员使用一种称为单细胞 RNA 测序和代谢标记的技术来追踪斑马鱼胚胎中基因如何随着时间的推移而打开和关闭。他们可以区分胚胎本身产生的 mRNA 和来自母亲的已经存在的 mRNA。他们利用数学模型测量了不同类型细胞发育过程中基因开启和关闭的速度。

研究结果揭示了数千个基因的调控率差异很大。研究人员观察到许多转录本的协调转录和破坏率，并将降解差异与特定序列元件联系起来。重要的是，他们发现了细胞类型特异性的降解差异，包括母体转录物在原始生殖细胞和包膜层细胞（两种最早的特定细胞类型）内的选择性保留。

资深作者拉巴尼评论说：“我们的工作为理解胚胎发育过程中细胞命运决定的分子机制开辟了新途径。”他们希望他们的工作将为未来的研究铺平道路，旨在揭示各种生物背景下基因表达调控的复杂性。