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mRNA的细胞质命运可能受到其转录历史、修饰及相关蛋白质复合物的塑造。等位基因特异性表达（allele-specific expression，ASE）是指一个基因的两个等位基因以不相等的水平进行转录。鉴于两个等位基因在序列或染色质状态上可能存在差异，而其转录本却共享同一细胞质环境，ASE可提供一种天然实验模型。我们此前发现，在早期小鼠胚胎中，存在ASE的基因具有较低的翻译效率（translational efficiency，TE）。由于该观察结果仅来自一种杂交方向和着床前阶段，因此无法区分序列依赖性ASE与亲本来源依赖性ASE，且这种关联是否存在于其他细胞类型中仍属未知。在本研究中，我们通过对正反交小鼠的8细胞期胚胎、单个胚胎干细胞克隆、神经祖细胞及成年组织进行RNA测序和核糖体谱分析，解决了上述两个问题。 在8细胞期胚胎中，序列依赖性ASE和亲本来源依赖性ASE均与较低的TE相关。在8细胞期存在ASE的基因，在随后桑椹胚阶段也表现出较低的蛋白质丰度。Ribo-ITP可实现对单个克隆进行核糖体谱分析，从而能够评估单个胚胎干细胞克隆中ASE与TE之间的关系。我们发现，只要某个基因存在等位基因表达失衡，其TE便较低；而且，在不同克隆中这种失衡越一致，TE的降低幅度越大。在神经祖细胞中也存在相同的关联；当依据独立发表的数据集定义ASE时，同样观察到这一关联，但在成年组织中未检测到该关联。因此，转录层面的等位基因失衡伴随着相应mRNA翻译水平的降低，尽管目前尚未确定将等位基因信息传递至翻译机器的中间介质。
等位基因特异性表达与小鼠胚胎和干细胞中较低的翻译效率相关 | bioRxiv
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等位基因特异性表达与小鼠胚胎和干细胞中较低的翻译效率相关
Dayea Park， Angelica Liechti， David Gatfield， 查看 ORCID 个人资料 Can Cenik
doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.08.750229
Dayea Park 1 德克萨斯大学奥斯汀分校； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者
Angelica Liechti 2 洛桑大学； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者
David Gatfield 3 洛桑大学； 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者
Can Cenik 4 奥斯汀分校 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者 Can Cenik 的 ORCID 记录
通讯作者： ccenik{at}austin.utexas.edu
摘要
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摘要
mRNA 在细胞质中的命运可能受到其转录历史、修饰以及相关蛋白复合物的影响。等位基因特异性表达（allele-specific expression，ASE）是指一个基因的两个等位基因以不等量进行转录。由于两个等位基因在序列或染色质状态上可能存在差异，而其转录本却处于同一细胞质环境中，因此，ASE 提供了一种天然实验。我们此前发现，在小鼠早期胚胎中，发生 ASE 的基因具有较低的翻译效率（translational efficiency，TE）。由于该观察结果仅来自一种杂交方向，且只涉及着床前阶段，因此无法区分序列依赖性 ASE 与亲本来源依赖性 ASE，同时，其他细胞类型中是否存在同样的关联也仍属未知。在本研究中，我们通过对正反交小鼠的 8 细胞期胚胎、单个胚胎干细胞克隆、神经祖细胞及成年组织生成 RNA 测序和核糖体分析数据，从而解决了上述两个问题。在 8 细胞期胚胎中，序列依赖性 ASE 和亲本来源依赖性 ASE 均与较低的 TE 相关。在 8 细胞期发生 ASE 的基因，在随后桑椹胚阶段也表现出较低的蛋白质丰度。Ribo-ITP 能够从单个克隆中开展核糖体分析，从而使我们得以评估单个胚胎干细胞克隆中 ASE 与 TE 之间的关系。我们发现，只要某个基因存在等位基因失衡，其 TE 就会降低；而在不同克隆中这种失衡越一致，TE 的下降幅度越大。在神经祖细胞中也观察到同样的关联；当 ASE 根据独立发表的数据集进行定义时，该关联同样成立，但在成年组织中未检测到这一关联。因此，转录层面的等位基因失衡伴随着由此产生的 mRNA 翻译水平下降，尽管目前尚未确定将等位基因信息传递给翻译机器的中间载体。
利益冲突声明
脚注
https://github.com/DayeaPark/Allele-specific-expression-and-translation
资助者信息声明
美国国立卫生研究院， https://ror.org/01cwqze88，R35GM150667
Welch 基金会， F-2027-20230405， F-2027-20260402
瑞士国家科学基金会， 10002692， 205601
版权
本预印本的。
本文依据 CC-BY-NC 4.0 国际许可协议开放提供。
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等位基因特异性表达与小鼠胚胎和干细胞中较低的翻译效率相关
Dayea Park， Angelica Liechti， David Gatfield， Can Cenik
bioRxiv 2026.09.08.750229； doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.08.750229
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等位基因特异性表达与小鼠胚胎和干细胞中较低的翻译效率相关
Dayea Park， Angelica Liechti， David Gatfield， Can Cenik
bioRxiv 2026.09.08.750229； doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.08.750229
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.08.750229v1?rss=1
🏷️ 等位基因特异性表达 翻译效率 核糖体谱分析 小鼠胚胎 胚胎干细胞 神经祖细胞