微小RNA在双负反馈回路中作用以控制神经元细胞命运决策

揭示控制细胞类型特异性基因表达程序的基因调控网络的结构是发育生物学中的一个重大挑战。我们在这里描述了两种替代神经元命运之间的细胞命运决策，以及控制这一细胞命运决策的基因调控网络的结构。秀丽隐杆线虫的两种味觉感受器神经元——“ASE左”（ASEL）和“ASE右”（ASER）共享许多双侧对称特征，但每种细胞表达不同的化学受体，赋予味觉系统感知和区分特定环境输入的能力。我们表明，这些左右不对称命运源自一个前体状态，在此状态下两个ASE神经元表现出相同的特征。这个混合前体状态是不稳定的，并过渡到稳定的ASEL或ASER末端状态。尽管在野生型动物中这种过渡是空间上特征化的，但突变体分析揭示每个细胞都有潜力过渡到ASEL或ASER稳定终末状态。终末分化状态的稳定性和不可逆性是由两个微小RNA（miRNA）及其转录因子靶标之间的双负反馈回路的相互作用所确保的。简单的反馈回路在许多基因调控网络中都作为常见的模式出现，但此处描述的回路异常复杂并涉及miRNA。miRNA在双负反馈回路中的相互作用不仅可能是miRNA调控自身表达的一种方式，还可能代表选择和稳定终末细胞命运的一般范式。