Cell Reports:新RNA現象挑戰經典教條
日期:2012-08-29 07:57:06
近日發布開放閱讀期刊《細胞報告》(Cell Reports)雜志上的一項新研究揭示一些RNA分子大部分時間都處于休眠狀態,而并非是在細胞中自動地執行它們確立的工作任務傳遞蛋白質構建指令。
并非是僥幸或錯誤,該研究表明這一平靜期似乎是某些類型基因生成的RNA的一個編程步驟。這些基因包括了控制細胞分裂和決定蛋白質將在細胞中何處發揮功能維持細胞生命的一些基因。
科學家們說這可能意味著細胞內的蛋白質生成并非如生物教科書所說的那樣明確。
“這有可能意味著我們機體中的蛋白質比我們意識到的具有更多的變異;它意味著RNAs可以被儲存和重新激活,我們并不知道它影響了哪些生物過程——它可能影響了胚胎發育或是神經活動,甚至是癌癥,”文章的主要作者、俄亥俄州立大學分子和細胞生物化學教授Daniel Schoenberg說。
Schoenberg和同事們通過追蹤信使RNA(mRNA)上一種帽狀結構的起源發現了這一現象,這種結構已知協調了大部分的這種RNA分子短暫的壽命。信使RNA在細胞核中生成,每條mRNA都包含著生成細胞生存所需的一種特定蛋白質的指令。
直到現在,科學家們都認為一旦mRNA不再需要用于生成蛋白質,帽子就會被除去,分子被降解,它的工作任務就完成了。然而在2009年,Schoenberg的實驗室發現一些原本認為降解了的mRNAs相反仍然存在于細胞中,但它們丟失了部分序列,將帽子放回到了新形成的末端。由于這些mRNAs是在細胞質中,因此改變必定是發生在那里而非細胞核內。
在這項新研究中,研究人員正在尋找這些貌似劣種mRNA的更進一步的證據,然而他們卻轉而發現了發生于一些蛋白質甚至還是基因眼中的微光之前的一個完全意想不到的生物學過程:細胞核外的mRNAs的脫帽和重新加帽是由于細胞質中的一個帽重復利用程序所造成。這一過程似乎使得某些RNAs停下來,在啟動蛋白質生成前不會被降解。
“這一發現告訴了我們基因、信使RNA和蛋白質之間關系的一個完全基礎的再加工。它遠比我們認識到更為復雜,”Schoenberg說。
其他科學家于1992年首次報告mRNA片段可能根本就存在于所有細胞體中。數年后,Schoenberg要求他實驗室的一位博士后研究人員重新研究了這些意外的RNA片段,證實它們的存在。該博士后的實驗顯示這些本來認為是降解殘留的作為廢物的mRNA戴上了帽子,這表明它們仍然有可能在蛋白質生成中發揮了功能。Schoenberg作為俄亥俄州立大學RNA生物學中心的主任自那以后也一直在調查這一胞質加帽程序。
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