重溫蛋白質(zhì)合成的中心

蛋白質(zhì)不僅是制造強壯肌肉所必需的，它們還是在學習過程中在神經(jīng)元之間建立新聯(lián)系所必需的。蛋白質(zhì)合成中的缺陷導致學習，記憶和大腦發(fā)育方面的缺陷。在人體內(nèi)有大約20,000蛋白質(zhì)制成，破壞，在不同的細胞類型在不同的時間不同的速率重拍。通過稱為核糖體的復雜分子機器在所有活細胞中合成蛋白質(zhì)。1974年諾貝爾生理學和醫(yī)學獎授予A Claude，CD Duve和GE Palade，以發(fā)現(xiàn)核糖體。

在此之后，經(jīng)過三十年的激烈研究，V Ramakrishnan，TA Steitz和AE Yonath贏得了2009年諾貝爾化學獎，以確定這些制造蛋白質(zhì)的有趣機器的詳細結構。長期以來，人們認為所有核糖體都是相同的，根據(jù)它們收到的遺傳信息生成特定的蛋白質(zhì)。然而，最近的研究發(fā)現(xiàn)核糖體不相同，有些是專門的。這些專門的核糖體決定了它們產(chǎn)生的蛋白質(zhì)以及產(chǎn)生的蛋白質(zhì)。

由班加羅爾InStem的Ravi Muddashetty博士領導的一項研究確定了區(qū)分核糖體的獨特標記，這些核糖體專門用于生產(chǎn)特定的蛋白質(zhì)組，并暗示這種特化可能對神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育很重要。核糖體是由大量蛋白質(zhì)和RNA組成的復合物，攜帶基于遺傳信息構建蛋白質(zhì)的所有必需工具，使核糖體成為類似于汽車工廠中的裝配線的專用操作中心。

正如工廠設計用相同的起始材料制造各種產(chǎn)品一樣，核糖體可以根據(jù)蛋白質(zhì)和核酸的組成產(chǎn)生多種蛋白質(zhì)，使得每個核糖體在設計上都不同，盡管它們的功能保持不變。這種專業(yè)化現(xiàn)象的另一個原因是蛋白質(zhì)和RNA成分在核糖體的生物發(fā)生過程中都容易發(fā)生某些變化，科學家聲稱這種添加的修飾可能是蛋白質(zhì)合成調(diào)控的另一個復雜程度，“這意味著某些蛋白質(zhì)可以通過細胞特定區(qū)域中的特定核糖體組制成。本周發(fā)表于iScience的論文的第一作者Michelle D'Souza補充道。

在他們的研究過程中，研究小組還發(fā)現(xiàn)核糖體RNA的這些修飾在沒有稱為脆性X智力遲鈍蛋白(FMRP)的蛋白質(zhì)的情況下被改變。這種蛋白質(zhì)主要存在于大腦中，對正常的認知發(fā)育至關重要。FMRP編碼基因FMR1的突變導致脆性X綜合征(FXS)，導致神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育遲緩和智力殘疾。該蛋白質(zhì)的一般功能涉及結合信使RNA(mRNA)并調(diào)節(jié)它們向蛋白質(zhì)的翻譯，特別是在神經(jīng)元的連接(突觸)處。然而，在FMRP不存在的情況下，蛋白質(zhì)產(chǎn)生失調(diào)，這是在脆性X綜合征中觀察到的表型。

這項工作已經(jīng)確立了FMRP在修飾核糖體RNA中的新作用，從而調(diào)節(jié)特異性核糖體向特定mRNA的募集。在未來，該團隊旨在了解FMRP與核糖體相互作用調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成的機制，并有助于表現(xiàn)脆性X綜合征和其他認知缺陷的癥狀。

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