發(fā)現(xiàn)細(xì)胞中mRNA自我摧毀機(jī)制
研究人員發(fā)現(xiàn)細(xì)胞利用*個(gè)已知的機(jī)制控制mRNA的存活。這些關(guān)于mRNA的發(fā)現(xiàn)可能對逆轉(zhuǎn)癌癥不受調(diào)控的細(xì)胞分裂提供啟示。2011年12月22日，該研究發(fā)表在《細(xì)胞》期刊上。

該研究通信作者Robert Singer博士說，“我們研究的mRNA分子命運(yùn)類似希臘悲劇。它們的命運(yùn)在誕生那一刻就被決定了。”

該研究是利用Singer博士之前開發(fā)出的顯微鏡技術(shù)在酵母細(xì)胞中開展的，該技術(shù)也是*次允許科學(xué)家在單個(gè)細(xì)胞中實(shí)時(shí)觀察單個(gè)分子。

蛋白的指令編碼在基因的DNA序列上，而基因則是位于每個(gè)細(xì)胞核染色體中。但是要蛋白，基因的DNA編碼必須拷貝或者說轉(zhuǎn)錄到mRNA分子上，然后mRNA從細(xì)胞核遷移到細(xì)胞蛋白工廠所在的細(xì)胞質(zhì)。因?yàn)橐坏﹎RNA存在，它就能夠作為模板蛋白。因此科學(xué)家長期以來就懷疑當(dāng)一種蛋白水平積累到危害的程度時(shí)細(xì)胞必須存在降解mRNA的方法。Singer博士說，“細(xì)胞在這個(gè)時(shí)候會(huì)以某種方式摧毀的mRNA，但是沒有人知道這是如何發(fā)生的。”

在他們尋求這種機(jī)制時(shí)，Singer博士和他的同事們集中注意在兩種基因SWI5和CLB2，它們編碼的蛋白調(diào)節(jié)細(xì)胞周期---細(xì)胞分裂期間復(fù)雜的一系列步驟，首先復(fù)制它的遺傳物質(zhì)，然后將遺傳物質(zhì)均勻地分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。為了合適地規(guī)劃細(xì)胞周期，SWI5和CLB2基因編碼的蛋白水平必須得到精致控制，這就意味著這兩種基因的mRNA將是有目的降解的首要候選物。

引人注目的是，研究人員發(fā)現(xiàn)這些mRNA事實(shí)上攜帶著zui終將自己摧毀的分子“自我摧毀定時(shí)器（self-destruct timer）”。

當(dāng)基因被轉(zhuǎn)錄時(shí)，稱作啟動(dòng)子區(qū)域的基因部分起著打開基因的作用，這樣DNA將被拷貝到mRNA上。這些艾伯特-愛因斯坦醫(yī)學(xué)院研究人員發(fā)現(xiàn)SWI5和CLB2啟動(dòng)子區(qū)域也有其他作用：它們招募一種蛋白 Dbf2p，這樣當(dāng)mRNA分子被合成時(shí)，Dbf2p就與它們結(jié)合。

這些mRNA--由 SWI5和CLB2基因轉(zhuǎn)錄而來而且攜帶Dbf2p蛋白---就使得它們從細(xì)胞核運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)。在細(xì)胞質(zhì)中，蛋白Dbf20p通過與Dbf2p連接在一起以便搭上mRNA分子，而且這兩種蛋白一起就導(dǎo)致這些mRNA分子快速降解。

Singer說，“我們的發(fā)現(xiàn)表明蛋白水平必須得到仔細(xì)控制，蛋白的基因含有啟動(dòng)子區(qū)域，正是該啟動(dòng)子區(qū)域在mRNA分子剛產(chǎn)生的時(shí)候就決定著它們死亡的命運(yùn)，而且啟動(dòng)子區(qū)域是通過招募蛋白Dbf2p---mRNA合成和它的zui終降解之間常見因子---來標(biāo)記新的mRNA來行使的。 Dbf2p在mRNA誕生開始就與mRNA附著在一起，然后在接收到指示不應(yīng)當(dāng)更多蛋白的信號(hào)后作出應(yīng)答，從而下達(dá)摧毀mRNA的命令。”

Singer說，盡管這些觀察都是與酵母細(xì)胞相關(guān)，但是他相信這種控制人mRNA降解的過程“將也是非常類似的”，可能用于對抗癌癥。他注意到，“人們一旦獲得對控制細(xì)胞周期和細(xì)胞分裂的機(jī)制新認(rèn)識(shí)，就可以提出針對性的治療方法來調(diào)節(jié)癌癥中不受控制的細(xì)胞分裂。”發(fā)現(xiàn)細(xì)胞中mRNA自我摧毀機(jī)制