【摘 要】
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mRNA选择性剪接介导的基因转录后调控对神经元的发育和可塑性起着重要的作用。然而,对于神经元中mRNA的选择性剪接是否影响衰老以及如何影响衰老,我们知之甚少。我们发现,一个高度保守的CELF家族RNA结合蛋白和神经元mRNA选择性剪接的关键调控因子UNC-75是调控秀丽隐杆线虫衰老的新型因子。unc-75缺失显著延长秀丽隐杆线虫的寿命以及健康寿命。遗传上位性研究表明,unc-75缺失所产生的寿命延
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mRNA选择性剪接介导的基因转录后调控对神经元的发育和可塑性起着重要的作用。然而,对于神经元中mRNA的选择性剪接是否影响衰老以及如何影响衰老,我们知之甚少。我们发现,一个高度保守的CELF家族RNA结合蛋白和神经元mRNA选择性剪接的关键调控因子UNC-75是调控秀丽隐杆线虫衰老的新型因子。unc-75缺失显著延长秀丽隐杆线虫的寿命以及健康寿命。遗传上位性研究表明,unc-75缺失所产生的寿命延长不能被长寿正调节因子的突变所抑制,并且将unc-75突变与多种衰老相关途径的长寿突变相结合后,能够进一步显著延长这些长寿突变体的寿命,产生了寿命延长的协同效应。这些结果表明,UNC-75是一种新型的长寿基本调节因子。通过基于Cas9系统的细胞特异性敲除和基于转基因的拯救实验,我们发现谷氨酸能神经元,更确切地说是一对感觉神经元（ASHs）,是UNC-75参与寿命调控的主要场所。此外,我们通过转录组测序和生物信息学分析,识别了在unc-75突变体中mRNA水平上呈现显著性差异的基因以及可变剪接发生变化的基因。进一步的功能分析显示,脂肪酶基因lipl-1和lipl-2作用于unc-75的下游调节寿命。此外,我们成功的构建了双色荧光报告基因和基于d Cas13的mRNA可变剪接调控系统。这些工具将有助于在未来的研究中识别受UNC-75直接调控的选择性剪接靶标并进一步研究这些基因在衰老中的作用。总的来说,我们的研究结果揭示了RNA结合蛋白UNC-75在衰老调控中的新功能。进一步研究UNC-75的直接和间接靶点在衰老中的作用,将有助于阐明mRNA选择性剪接、神经元功能和衰老之间的分子联系。组织特异性的基因操作在复杂的生物学研究中起着至关重要的作用。在秀丽线虫研究领域中,组织特异性RNAi敲降可通过组织特异性启动子驱动的转基因拯救编码Argonaute蛋白的rde-1突变体而实现。生殖腺是一个具有多种调控作用的重要组织。为了促进对生殖腺的遗传分析,我们利用CRISPR/Cas9系统构建了一个rde-1缺失突变体并引入由生殖腺特异性sun-1启动子驱动的单拷贝rde-1转基因,构建了一个生殖腺特异性的RNAi敲降工具。我们通过RNAi表型检测、敲降组织特异性荧光报告基因的GFP信号,以及检测RNAi处理后相应的组织特异性表达基因的mRNA水平,验证了这个生殖腺特异RNAi品系的有效性和特异性。与野生型动物相比,生殖腺特异性RNAi线虫表现出相似的生殖能力、脂质积累、耐热性和寿命。利用生殖腺特异性RNAi线虫,我们筛选了一个包含磷酸酶基因的RNAi亚文库来寻找能够提高线虫耐高温能力的调控因子,成功发现了四个新的调控耐热的磷酸酶基因,并通过分离线虫的生殖腺的RT-PCR验证了这些基因在生殖腺中的表达。总的来说,我们创建了一个有用的RNAi工具,它将有助于研究秀丽隐杆线虫生殖腺特异的功能和调控。
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