大量細胞對于外界刺激的反應就如同音樂家在樂團中進行聯合表演，統一受到指揮家的指揮。通過闡明細胞的信號通路，科學家們能夠鑒別出潛在于疾病下的各個組成部分，并基于此給予藥物治療緩解。這些雄心勃勃的目標需要以突破性的技術為基礎。其中一種工具稱之為核糖體分析（ribosome profiling），可通過評估細胞內信使RNA（mRNA）的活性翻譯來提供前所未有的蛋白質合成調控圖譜。

在最新一期（5月2號）的Nature雜志上，分別來自美國加州大學的Hsieh等和美國達納法伯癌癥研究所的Thoreen等利用這一方法分析了受到激酶蛋白mTOR（一個蛋白質合成的關鍵調控子）調控的“翻譯圖譜”。

mTOR調控著大量促進細胞周期進程的蛋白質的翻譯，異常的mTOR活性與大量的人類尤其是癌癥有著密切的關系。這意味著解析這一激酶引導的復雜翻譯網絡有可能顯著增進我們對于基礎疾病進程的理解，為更精確的治療策略鋪平道路。

從前，mTOR被認為參與調控了具有高度結構化5非翻譯區(5UTRs)的一個mRNAs家族的翻譯。在缺失mTOR信號的細胞中，4E-BP蛋白家族成員通過結合蛋白質合成起始因子4E抑制mRNAs翻譯。激活mTOR可導致4E-BP蛋白磷酸化，從而抑制它們的活性，恢復蛋白質合成。

兩項新的研究拓展了對于mTOR活性的理解。在這兩篇文章中，研究人員分別利用mTOR抑制劑分子PP242 和Torin 1處理人類前列腺癌細胞和小鼠胚胎成纖維細胞，然后對這些細胞進行了核糖體分析。PP242 和Torin 1是一類ATP位點競爭性抑制劑可直接抑制mTOR結合ATP。由于這些藥物相比原型mTOR抑制劑雷帕霉素（rapamycin）更能全面抑制mTOR活性，研究人員能夠更深入地探究受mTOR抑制影響的mRNAs。

出乎意料的是，兩個研究小組均發現藥物處理后不久影響的主要mRNA分子類型都包含短的無特定結構的5UTRs。而過去報道則是包含高度結構化的5UTRs的mRNA，且這類mRNA是在mTOR抑制延后時間受到負性影響。Hsieh等和Thoreen等鑒別出了不到200種受影響的蛋白質編碼轉錄物，它們可分為兩類。一類mRNA序列特征為在翻譯起始位點（TSS）具有一段嘧啶RNA堿基片段，稱之為5TOP，其總是以一個胞嘧啶堿基起始。Hsieh和同事們鑒別出的第二類mRNAs在5UTR內包含一個嘧啶富集翻譯元件(PRTE)，然而Thoreen及同事卻將這些分子描述為在TSS包含一段5TOP樣的序列。

激酶蛋白mTOR通過調控mRNA翻譯成為具有多種細胞功能的蛋白質來整合細胞對于外界刺激的反應。Hsieh等和Thoreen等利用一種稱為核糖體分析的技術探究了全基因組水平上受到mTOR調控的mRNAs。通過利用分子PP242或Torin 1抑制mTOR活性，研究人員證實根據RNA堿基的序列特征，可將mTOR-調控的mRNAs分為3種類型(5TOP，PRTE 或5TOP樣)。然而，也有可能mTOR還調控了包含其他新翻譯調控元件（NTRE）的mRNAs的翻譯。此外，其他的翻譯調控蛋白(TRPs)也可能影響了這些mRNAs類型的翻譯。

此外，在第二篇論文中Hsieh和同事們還鑒別出了大量與腫瘤組織侵襲相關的蛋白質編碼基因，為靶向這一信號通路提高抗癌治療效率指明了新方向。