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      細(xì)胞監(jiān)測和蛋白質(zhì)合成機(jī)制之間的直接溝通消除了遺傳錯誤
      
			
      
				2019-01-07 10:09:11
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      凱斯西儲大學(xué)醫(yī)學(xué)院的新研究描述了一種機(jī)制，通過這種機(jī)制，細(xì)胞中的基本質(zhì)量控制系統(tǒng)可以識別和破壞有缺陷的遺傳物質(zhì)。凱斯西儲大學(xué)醫(yī)學(xué)院RNA分子生物學(xué)中心副教授克里斯蒂安貝克博士領(lǐng)導(dǎo)的這項研究為細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成機(jī)制 - 核糖體 - 與識別和破壞有缺陷的遺傳的蛋白質(zhì)復(fù)合物之間的直接交流提供了證據(jù)。中間體稱為信使RNA(mRNAs)。
      

      細(xì)胞監(jiān)測和蛋白質(zhì)合成機(jī)制之間的直接溝通消除了遺傳錯誤
      

      “我們的目的是了解細(xì)胞如何識別有缺陷的mRNA，并將其與正常mRNA區(qū)分開來。對于大多數(shù)細(xì)胞來說，這個過程對于生存至關(guān)重要，但我們還不了解它是如何起作用的，特別是當(dāng)兩者之間存在差異時非常微妙，“貝克說。“我們的研究結(jié)果清楚地表明，識別有缺陷的mRNA的監(jiān)視機(jī)制在功能上與核糖體相互作用，核糖體是負(fù)責(zé)在細(xì)胞中合成蛋白質(zhì)的裝置?，F(xiàn)在很清楚，這兩個元素通信并密切配合，以識別和消除異常的mRNA。細(xì)胞。”
      

      細(xì)胞將編碼基因的DNA片段轉(zhuǎn)換成mRNA，作為合成蛋白質(zhì)的藍(lán)圖。在某些情況下，DNA模板在復(fù)制信息時遭受損害或發(fā)生錯誤，使得mRNA含有“過早終止密碼子”。過早終止密碼子導(dǎo)致核糖體在制備整個蛋白質(zhì)之前早期停止合成，導(dǎo)致截短的蛋白質(zhì)通常缺乏功能，或者更糟糕的是，可能對細(xì)胞中的其他正常過程造成嚴(yán)重破壞。Baker的研究重點是細(xì)胞如何鑒定mRNA何時具有過早終止密碼子，然后針對有缺陷的遺傳中間體進(jìn)行快速處理以避免截短蛋白質(zhì)的有害影響。
      

      “考慮一家汽車制造商，”貝克說。“如果制動踏板故障超過質(zhì)量控制并安裝到新車上，主要結(jié)果是車輛功能不正常，這本身就很糟糕。但是，未將車輛從道路上拆下可能會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果如果它導(dǎo)致其他汽車，司機(jī)或道路的損壞。因此有效的質(zhì)量控制過程是必要的，識別和從細(xì)胞中去除有缺陷的遺傳中間體的過程對于避免可能對整個功能產(chǎn)生負(fù)面影響的下游后果至關(guān)重要。細(xì)胞。”
      

      在這項新研究中，貝克和她的研究小組發(fā)現(xiàn)核糖體在過早終止密碼子上停留在mRNA上。這一觀察結(jié)果發(fā)現(xiàn)，監(jiān)測復(fù)合體中的一種蛋白質(zhì)UPF1對于與停滯的核糖體相互作用并協(xié)助其從mRNA中釋放是重要的。UPF1不能與核糖體正確連通導(dǎo)致mRNA失敗的目標(biāo)是快速消除并使整個監(jiān)測系統(tǒng)失活。此外，Baker的研究結(jié)果表明，UPF1利用三磷酸腺苷中的能量 - 細(xì)胞中能量儲存的儲備 - 來影響核糖體的功能，并且細(xì)胞檢查點中的這一步驟對于識別和破壞具有過早終止密碼子的mRNA是必需的。 。
      

      貝克的努力可能會被用于未來遺傳病的治療。“大約三分之一的遺傳性疾病涉及基因突變，將過早的終止密碼子引入相應(yīng)的mRNA。在某些情況下，一種治療策略指示核糖體繞過這種停止或干擾識別或消除mRNA可以恢復(fù)一定程度的功能蛋白，減輕患者的疾病癥狀，“貝克說。“最令人興奮的是，這種策略一旦開發(fā)出來，不僅可以應(yīng)用于單一遺傳疾病，還可以應(yīng)用于任何因這些特定突變而發(fā)生的疾病。”
      
			

			
        
      
			
      
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