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Cell子刊封面:劉一教授發現新型遺傳學密碼

日期:2015-09-25 08:53:23

德州大學西南醫學中心(UT Southwestern)的科學家們揭示了一種決定蛋白質功能的新型遺傳學密碼,這種編碼機制在生物學過程中起到了核心作用。

 

我們體內每一個細胞都含有成千上萬的蛋白質,細胞通過這些蛋白行使自己的功能。氨基酸是蛋白質的基本單位,它們根據遺傳學密碼的指令相互連接,組裝成不同類型的蛋白。德州大學西南醫學中心的研究人員發現,蛋白質功能不僅取決于自己的氨基酸序列,還取決于氨基酸的組裝速度。這項研究作為封面文章發表在上一期的Molecular Cell雜志上。

 

“我們發現了一種新型遺傳學密碼,這個調控機制非常重要,能夠影響所有生物學過程,”文章的通訊作者,德州大學西南醫學中心的劉一教授說。

 

人們很早以前就知道,每種氨基酸擁有多個同義密碼子,不同生物(從人類到真菌)對這些密碼子有自己的偏好。研究顯示,使用更為頻繁的密碼子(偏好密碼子)可以加快氨基酸鏈的生產,而較少使用的密碼子會減慢這一過程。這些密碼子就像公路上的限速標志,控制著蛋白質生產的速度。

 

由核酸組成的遺傳學密碼是生命的核心,它不僅指定了蛋白質的氨基酸序列,還控制著蛋白的組裝和折疊。快、慢密碼子的使用決定了蛋白質的組裝速度,進而影響了蛋白質的折疊。遺傳學密碼的這種速度控制機制,可以確保蛋白質在不同細胞中正確行使自己的功能。

 

研究人員向人們展示,同樣的氨基酸序列不同的組裝速度,會形成不同功能的蛋白。這一發現對于鑒定人類致病突變意義重大。這項研究表明,致病突變可能并不需要改變氨基酸序列。事實上,人類DNA中的絕大多數突變都不影響氨基酸序列。

 

“我們揭示了能夠決定蛋白質最終功能的一種新型遺傳學‘密碼’,即蛋白組裝的速度限制,”劉一教授說。

 

 


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