研究人员描述了维持健康蛋白质水平 避免疾病状态的核心机制

由一群领先的遗传学家进行的一项新的科学研究表明，细胞如何知道何时停止将DNA转化为蛋白质，这是维持健康蛋白质水平和细胞功能的关键步骤。在Cell发表的研究中，研究人员研究了称为信使RNA或mRNA的短片遗传物质，它们可以作为人的DNA和它编码的蛋白质的中间物。研究人员正在寻找对神秘细胞机制的洞察力 - 细胞如何感知是时候停止制造mRNA并协调细胞机器来关闭这个过程了?

凯斯西储大学医学院RNA分子生物学中心主任Jeff Coller博士帮助领导了这项研究，该研究发现了一种名为“DEAD-box蛋白Dhh1p”的酶评估mRNA分子并确定它们是否需要或需要被删除。当细胞需要特定蛋白质时，细胞产生代表小基因子集的mRNA，但一旦细胞不再需要蛋白质，相应的mRNA就会被破坏。破坏不需要的mRNA的过程是复杂的。几种细胞酶合作识别mRNA的部分并将其切碎，以便它不再能用于制造蛋白质。科勒的研究发现，Dhh1p负责评估mRNA，并针对那些被翻译得过慢而无法进行破坏的mRNA。

“我们知道必须有某种方式来传达遗传密码读取到机器的速度，以确保消息从细胞中移除，”科勒说。“必须有一种方法来制动。”

科勒与约翰霍普金斯大学医学院的同事一起发现Dhh1p评估mRNA中的特定分子序列。称为核糖体的酶可以快速将常见的mRNA序列转化为蛋白质，并且可以更慢地转化不常见的序列。Coller发现Dhh1p将自身附着在具有亚最佳序列的mRNA分子上，并与慢速移动的核糖体发生物理相互作用。根据该论文，“Dhh1p是慢核糖体的传感器，并将这些信息传递给mRNA衰变机制。” 该研究表明，遗传序列是mRNA稳定性的关键决定因素，甚至序列中10%的变化也会影响mRNA分子的命运。

科勒的研究描述了Dhh1p如何评估mRNA序列以告知基因表达并确保细胞在正确的时间产生适量的蛋白质。该研究提供了关于如何在细胞内调节蛋白质生产的重要见解，并且可以为旨在增强该过程的治疗剂的开发提供信息。

“我们的研究提供了一种观察遗传密码的新方法，”科勒说。“我们已经习惯于研究DNA突变如何导致蛋白质功能发生变化。我们还必须考虑像Dhh1p这样的酶如何感知核糖体解释遗传密码的速度。现在我可以从速度方面看遗传密码并且以合理的准确度预测基因会产生多少蛋白质。人类生物制剂中有很多应用，这些蛋白质很容易被注射。“

Coller说：“有一些罕见的遗传性疾病归因于RNA被读得太慢或太快。我们现在可以操纵这个过程来调高或降低蛋白质表达。核糖体读取遗传密码的速度可以被Dhh1p感知到开辟了一套新的突变类型，可以表明我们今天不知道的疾病状态。“