细胞内的质量控制

处理异常或(在最坏情况下)有毒的蛋白质的能力是细胞存活的基础。来自柏林Charité - Universitätsmedizin的研究人员已经能够证明两种特定蛋白质识别有缺陷的信使RNA(带有蛋白质合成'组装指令的分子)并触发其破坏的方式。这项研究的结果发表在最新一期的“ 自然通讯 ”杂志上。

在蛋白质合成过程中，存储在基因DNA中的遗传信息被翻译成蛋白质。这个过程发生在名为核糖体的名副其实的大分子机器内，并通过将遗传信息从细胞DNA 转录到称为信使RNA(mRNAs)的可运输单位开始。然后通过核糖体将这些含有特定蛋白质合成详细说明的单元读取并翻译成蛋白质。缺陷mRNA会导致异常的，潜在有害的蛋白质; 因此，识别和处理这种mRNA的有效方法是必不可少的。

作为他们研究的一部分，来自Charité医学物理和生物物理研究所的Tarek Hilal博士领导的研究人员研究了缺乏“终止密码子”的mRNA - 遗传停止信号表明蛋白质的终止合成。尝试解码和翻译这种“不间断mRNA”导致核糖体机制的完全停滞，导致有效阻断持续的蛋白质合成。使用低温电子显微镜研究这种核糖体-mRNA复合物的结构，研究人员能够显示特殊拯救蛋白(Dom34和Hbs1)识别这种停滞的核糖体的方式，从而启动被捕复合物的分裂和降解有缺陷的mRNA。拯救蛋白通过检测和结合通常由mRNA占据的保守位置来识别被捕获的核糖体。这种基于直接竞争的方法确保仅靶向具有异常mRNA的核糖体。

“研究异常mRNA的影响以及降解不足的后果正变得越来越重要，”Hilal博士说。他补充说：“已经发现异常mRNA在神经退行性疾病如肌萎缩侧索硬化症(ALS)患者中特别常见。在分子水平上了解相关的细胞控制机制可能有助于我们开发新的治疗方法。”