研究人員在RNAs中發(fā)現(xiàn)了調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成的隱藏信號
科學(xué)家早就知道RNA編碼制造蛋白質(zhì)的指令。包含RNA-A,U,C和Gs的構(gòu)建模塊構(gòu)成了細(xì)胞中蛋白質(zhì)制造機(jī)制的藍(lán)圖。為了制造蛋白質(zhì),機(jī)器在一端鎖定RNA,然后沿RNA掃描,直到它到達(dá)AUG串,這是開始將遺傳密碼翻譯成蛋白質(zhì)的信號。
在掃描第一個AUG的RNA時,蛋白質(zhì)制造機(jī)器經(jīng)常遇到一個與AUG分開的位置(例如AUA)。有時,蛋白質(zhì)合成從這些替代起始位點(diǎn)開始。蛋白質(zhì)制造機(jī)械如何選擇使用哪些替代場所一直是個謎。
在自然界發(fā)表的一項(xiàng)新研究中,科學(xué)家描述了蛋白質(zhì)制造機(jī)器如何確定開始蛋白質(zhì)合成的替代起始位點(diǎn)。“我們發(fā)現(xiàn)了一種機(jī)制,可以解釋如何選擇在傳統(tǒng)上被認(rèn)為是未翻譯的區(qū)域發(fā)生的翻譯事件,以及在非傳統(tǒng)起始站點(diǎn)發(fā)起的翻譯事件,”資深作者Eckhard Jankowsky博士說,該中心教授凱斯西儲大學(xué)醫(yī)學(xué)院的RNA分子生物學(xué)。“在過去的幾年里,很明顯這些地區(qū)的翻譯很普遍,但人們很難理解如何從數(shù)百萬個可能的起始地點(diǎn)中選擇起始地點(diǎn)。”
在這項(xiàng)新研究中,Jankowsky的團(tuán)隊(duì)利用了一種酶,這種酶是蛋白質(zhì)制造機(jī)器的一部分,稱為Ded1p。人類Ded1p的突變與腫瘤和認(rèn)知障礙有關(guān)。病毒通常針對關(guān)鍵酶來破壞細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)合成。Jankowsky的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了具有缺陷Ded1p的酵母細(xì)胞。蛋白質(zhì)合成的替代起始位點(diǎn)(如AUA或AAG)的使用在這些細(xì)胞中顯著增加。然而,細(xì)胞僅使用了一小部分可能的替代位點(diǎn)。
研究人員發(fā)現(xiàn),選擇的替代起始位點(diǎn)位于RNA自身折疊的區(qū)域旁邊。Ded1p是一種RNA解旋酶 - 一種解折疊RNA結(jié)構(gòu)的酶 - 但如果它有缺陷則無法這樣做。如果左側(cè)折疊,RNA結(jié)構(gòu)會停止蛋白質(zhì)制造機(jī)器的掃描,并從附近的另一個起始位置引起蛋白質(zhì)合成。“我們的研究結(jié)果揭示了一種涉及RNA結(jié)構(gòu)和解旋酶的簡單機(jī)制。”揚(yáng)科夫斯基說。“如果一個替代的起始位點(diǎn)接近RNA結(jié)構(gòu),它將用于開始蛋白質(zhì)合成。因此RNA結(jié)構(gòu)和替代起始位點(diǎn)一起是從非傳統(tǒng)位點(diǎn)開始蛋白質(zhì)生產(chǎn)的信號。”
由于Ded1p存在于所有生物體中,因此研究結(jié)果可能普遍適用。蛋白質(zhì)合成來自替代翻譯起始位點(diǎn)通常影響生產(chǎn)的主要蛋白質(zhì),在RNA AUG串后的編碼開始,并且由此確定蛋白質(zhì)內(nèi)部平衡細(xì)胞。
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