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Cell:轉錄后修飾新機制

日期:2012-03-09 08:37:19

來自美國克利夫蘭醫學中心Lerner研究所,中科院上海生化所等處的研究人員發表了題為“Coding Region Polyadenylation Generates a Truncated tRNA Synthetase that Counters Translation Repression”的文章,揭示了C末端斷裂調控蛋白生成過程中的一種常見機制,這將有助于科學家們更進一步分析轉錄后修飾機制。相關成果公布在Cell雜志上。

 

轉錄后修飾是真核細胞中,將初級轉錄RNA轉化為成熟RNA的加工過程。比如mRNA前體轉化為成熟的mRNA,其中包括剪接,并發生在蛋白質生物合成之前。這一加工過程對于真核生物基因組的正確翻譯至關重要,這是因為真核生物的初級轉錄RNA中包含既包括用于編碼蛋白質的外顯子又包含非編碼的內含子。

 

轉錄后修飾調控機制具有轉錄過程中“微調(fine-tuning)”,“control upon(選用調控)”,以及開關機制疊加特征。為了能探討mRNA表達與蛋白合成之間的一種異常相互作用,在這篇文章中,研究人員利用生物信息學模型,并通過實驗驗證進行了分析。

 

他們發現γ干擾素激活/翻譯抑制(gamma-interferon-activated inhibitor of translation,GAIT)復合物能抑制VEGF-A的合成,這主要是通過VEGF-A mRNA表達水平的低恒定率來實現的。通過動力模型模擬,研究人員預測到了一個抑制性GAIT元件作用因子是其原因,而且還從中識別出了谷氨酸-脯氨酸tRNA合成(EPRS)的一個斷裂形式,其中GAIT復合物的一個組成部分能介導轉錄結合。

 

這種斷裂蛋白:EPRSN1,能保護GAIT元件轉錄免受抑制性GAIT復合物的影響,因此研究人員推斷存在一種GAIT靶蛋白“翻譯細流(translational trickle)”的機制。

 

除此之外,研究人員還進行了全基因組分析,這些研究揭示了C末端斷裂調控蛋白生成過程中的一種常見機制,這將有助于科學家們更進一步分析轉錄后修飾機制。

 

人類基因組30億個堿基對僅編碼約2.5萬個蛋白質基因,但是正常的人體功能需要約25萬以上的蛋白質。人類蛋白質編碼基因通暢被多個內含子(平均6-7個)打斷成外顯子,而一個基因的轉錄產物可以通過外顯子的可變剪接方式而產生多個不同成熟mRNA,繼而產生多種蛋白質。最近的轉錄組研究表明人類90%以上的基因的pre-mRNA都是可變剪接的??勺兗艚拥恼{控對細胞分化、發育、癌癥發生,以及干細胞功能維持等至關重要。

 


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