在《Molecular Cell》杂志上发表的研究中，科学家们发现在幼虫生长期间，营养物质通过mTORC1作用诱导基因表达和选择性mRNA剪接的广泛重编程。
什么是mTOR？
mTORC1是一种营养响应性激酶，对于细胞生长和生物体发育至关重要。它通过整合环境信号，包括氨基酸和生长因子的可用性，来控制蛋白质、脂质、核苷酸等大分子的生物合成，并抑制细胞结构的自噬周转。
mTORC1信号网络作为生长信号和细胞生长代谢过程之间的关键管道，其激活状态受细胞内营养物质和能量以及外源激素和生长因子的控制，从而整合局部和全身生长信号。
什么是mRNA剪接？
mRNA剪接（mRNA splicing）是真核生物基因表达过程中的一个重要步骤，它涉及从初始转录产物中移除内含子并连接外显子的过程。这一过程对于生成成熟mRNA分子至关重要，因为只有成熟的mRNA才能被翻译成蛋白质。
mRNA剪接是基因表达调控的关键环节，对于维持基因的正常功能和生物体的发育至关重要。异常的剪接事件可能导致遗传性疾病和癌症的发生。
mRNA剪接如何调控基因表达？
产生功能性mRNA：没有经过正确剪接的mRNA通常无法被细胞的翻译机制识别。
剪接过程可以影响mRNA的稳定性和翻译效率。某些剪接异构体可能比其他异构体更稳定，或者它们的翻译效率可能不同，这可以调节特定蛋白质的表达水平。
mTORC1介导的mRNA剪接
- 广泛控制mRNA剪接和表达：mTORC1通过调节细胞内的信号传导，影响mRNA的剪接和表达，从而支持细胞的生长和代谢需求。
- 增加SR蛋白和其他剪接因子的表达与活性：mTORC1能够促进特定剪接因子（如SR蛋白）的表达和活性，这些因子在mRNA剪接过程中起着关键作用。
- 通过调节mRNA剪接控制生长相关的代谢途径：mTORC1通过影响与生长相关的基因的剪接模式，进而调控细胞代谢途径，以适应不同的营养和环境条件。
- 保守功能：调节代谢基因的mRNA剪接被认为是mTORC1的一项保守功能，这一机制在不同物种中均有体现，显示出其生物学的重要性。
mTORC1介导的mRNA剪接调节对生长至关重要，它介导了包括能量、核苷酸、氨基酸和其他代谢途径在内的机制的营养控制，并且在人类中可能是保守的。
尽管mTORC1的抑制会延缓衰老，但mTORC1诱导的mRNA剪接可以延长寿命，这表明当mTORC1受到抑制时，这种剪接的增强可能会提供额外的抗衰老益处。
其他影响mRNA剪接？
1、Sirtuins：
- Sirtuins是一类NAD+依赖的去乙酰化酶，它们在细胞中扮演着多种生物学功能，包括调节基因表达、细胞代谢、细胞周期、DNA修复和细胞应激反应等。
- 在mRNA剪接方面，SIRT1可能通过影响剪接因子的活性或与剪接相关的染色质状态来调节mRNA剪接
- SIRT6可以通过调节染色质状态来影响基因表达，包括mRNA剪接。SIRT6对H3K9和H3K56的去乙酰化作用可能影响染色质结构，进而影响mRNA剪接过程
- SIRT7的主要功能与rRNA的合成和加工相关。
sirtuins通过多种机制与mRNA剪接过程相关联，包括直接或间接地调节染色质状态、影响RNA结合蛋白的活性，以及可能的直接作用于剪接因子或剪接复合体。
2、非编码RNA：
包括miRNA和snoRNA等，它们可以通过与靶基因mRNA序列的不完全配对，引起靶基因的mRNA降解或翻译抑制，进而影响剪接。
新发现的pre-mRNA剪接因子SAP30BP通过激活CDK11促进SF3B1等剪接因子的磷酸化，调控全局mRNA剪接。
mTORC1与自噬之间的关系
自噬是细胞在应对营养缺乏、应激或损伤时，通过降解细胞内受损成分来维持细胞稳态的重要过程。mTORC1在自噬调控中起着“门控”作用：
- 营养充足时：mTORC1被激活，磷酸化ULK1（自噬启动复合体的一部分），抑制其活性，从而抑制自噬的发生。
- 营养缺乏时：mTORC1失活，ULK1复合体被激活，促进自噬体的形成和自噬过程的启动