細(xì)胞如何掌握閱讀生活食譜的藝術(shù)

澳大利亞國立大學(xué)(ANU)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究項(xiàng)目在理解基本生命過程方面縮小了一個(gè)重要的空白 - 基于RNA的食譜創(chuàng)造蛋白質(zhì)。RNA是存儲(chǔ)在DNA中的遺傳信息的短壽命拷貝。它們被細(xì)胞核糖體讀取，將配方轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)，成為生命的主要組成部分。澳大利亞國立大學(xué)約翰科廷醫(yī)學(xué)研究院(JCSMR)的首席研究員Thomas Preiss教授表示，新的理解將開辟治療各種疾病的途徑，包括癌癥，心臟病和一系列罕見的遺傳性疾病。

“我們第一次抓住了一個(gè)關(guān)鍵的生命過程，”普雷斯教授說。“這一翻譯啟動(dòng)過程讓全球的科學(xué)家們感到困惑了大約40年。”研究小組拍攝了核糖體如何沿著RNA串分布的快照，特別注意核糖體如何確保他們從正確的起點(diǎn)讀取配方。

整個(gè)身體的細(xì)胞在其DNA中含有相同的完整生命藍(lán)圖。“為了創(chuàng)造和維持與大腦，骨骼或肝臟中的細(xì)胞不同的細(xì)胞，需要在何時(shí)何地提供RNA配方方面具有很高的精確度，”Preiss教授說。

核糖體讀取和翻譯配方的效率和準(zhǔn)確程度也是至關(guān)重要的。例如，已知核糖體在癌癥中變得過度活躍。“我們現(xiàn)在正在應(yīng)用我們的工具和見解，以更好地了解這對(duì)于他們?cè)谀[瘤形成期間與RNA配方的相互作用意味著什么，以及開發(fā)新的和更好的治療方法的前景，”Preiss教授說。

該研究證實(shí)了一個(gè)有著40年歷史的理論，該理論解釋了核糖體如何正確地取代代碼的開頭，即使代碼通常只在RNA鏈中開始一段距離。

來自澳大利亞國立大學(xué)的研究小組成員Nikolay Shirokikh博士說，該項(xiàng)目研究了核糖體的兩個(gè)成分開始附著在RNA鏈上的位置。“理論上說，核糖體的較小一半將自身附著在RNA的最開始，然后沿著細(xì)胞串掃描，直到找到配方的開始信號(hào)。在那里，較大的一半連接，整個(gè)核糖體開始制造蛋白質(zhì)，“Shirokikh博士說。“我們的核糖體快照方法最終證明了掃描模型是正確的。我們還深入了解了核糖體完成不同任務(wù)的速度以及其他細(xì)胞成分如何幫助它。”

Stuart Archer博士在搬到蒙納士大學(xué)之前發(fā)起了這個(gè)項(xiàng)目，他說，澳大利亞國立大學(xué)和蒙納士大學(xué)花了七年時(shí)間研究這個(gè)技術(shù)來回答困擾科學(xué)家40年的問題。“許多人認(rèn)為無法做到，”阿切爾博士說。“由于與RNA相互作用的短暫性，它極具挑戰(zhàn)性。”

利用新技術(shù)生成的核糖體快照數(shù)據(jù)通過蒙納士生物信息學(xué)平臺(tái)開發(fā)的高內(nèi)容數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用程序向全球科學(xué)家提供。該研究得到了澳大利亞研究委員會(huì)的發(fā)現(xiàn)補(bǔ)助金的支持。

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