Spatial expression of the nonsense-mediated mRNA decay factors UPF3A and UPF3B among mouse tissues

摘要

无义介导的信使RNA（mRNA）降解途径（nonsense-mediated mRNA decay，简称为NMD)是真核生物细胞内一种重要的基因转录后表达调控机制，它积极参与一系列细胞生理和生化过程，控制细胞命运和生命体的组织稳态。NMD的缺陷会导致人类疾病，如神经发育障碍、肿瘤发生和自身免疫疾病等。UPF3 (Up-frameshift protein 3)是一个核心的NMD因子，它最早在酵母中被发现。UPF3A和UPF3B是UPF3在生物进化到脊椎动物阶段出现的两个旁系同源物，在NMD中具有激活或抑制的作用。以往研究发现，UPF3B蛋白几乎在所有哺乳动物器官中均有表达，而UPF3A蛋白在除睾丸外的大多数哺乳动物组织中难以被检测到。解释这一现象的假说为：在NMD途径中，UPF3B具有比UPF3A更高的竞争性结合UPF2的能力，UPF3B和UPF2的结合促使UPF3A成为游离状态，而游离的UPF3A蛋白不稳定且易被降解。此假说提示UPF3A和UPF3B在NMD中存在拮抗作用。在本研究中，我们重新定量评估了UPF3A和UPF3B在野生型成年雄性和雌性小鼠的9个主要组织和生殖器官中的mRNA和蛋白表达，结果证实UPF3A在雄性生殖细胞中表达量最高。令人惊讶的是，我们发现在包括大脑和胸腺在内的大多数组织中，UPF3A与UPF3B的蛋白水平相当，而在小鼠脾、肺组织中，UPF3A表达高于UPF3B。公共基因表达数据进一步支持了上述发现。因此，我们的研究表明了UPF3A是小鼠组织中普遍表达的NMD因子。同时，该研究结果推测：在生理条件下，UPF3A和UPF3B蛋白之间不存在竞争抑制，且UPF3A在多种哺乳动物组织的稳态中发挥重要作用。