近日來(lái)自美國(guó)耶什華大學(xué)愛(ài)因斯坦醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞調(diào)控信使RNA（mRNA）衰減的分子機(jī)制，這一研究發(fā)現(xiàn)或可幫助找到調(diào)控細(xì)胞分裂的相關(guān)策略，并基于此逆轉(zhuǎn)癌細(xì)胞的細(xì)胞分裂失控。相關(guān)研究論文在線發(fā)表在12月23日的《細(xì)胞》（Cell）雜志上。

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“我們研究的這些mRNA分子的命運(yùn)類似于一出希臘悲劇，”文章的資深作者、愛(ài)因斯坦解剖學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)系教授及聯(lián)合主席、格魯斯理柏生物光子學(xué)中心（Gruss-Lipper  Biophotonics  Center）聯(lián)合負(fù)責(zé)人Robert  Singer博士說(shuō)：“它們生命長(zhǎng)短在誕生的那一刻就已經(jīng)被注定。”在新研究中，Singer博士利用*的顯微鏡技術(shù)在單個(gè)酵母細(xì)胞中對(duì)mRNA單分子進(jìn)行了實(shí)時(shí)觀測(cè)。
基因是能夠自我復(fù)制、永遠(yuǎn)保存的單位，它的生理功能是以蛋白質(zhì)的形式表達(dá)出來(lái)的。DNA核苷酸序列是遺傳信息的儲(chǔ)存者。根據(jù)經(jīng)典的中心法則（Central dogma），DNA通過(guò)自主復(fù)制得以永存，通過(guò)轉(zhuǎn)錄生成mRNA，進(jìn)而翻譯成蛋白質(zhì)的過(guò)程來(lái)控制生命現(xiàn)象，即貯存在DNA中的遺傳信息通過(guò)轉(zhuǎn)錄、翻譯成為蛋白質(zhì)，體現(xiàn)為豐富多彩的生物界。因而在遺傳信息的傳遞過(guò)程中，mRNA分子充當(dāng)?shù)氖堑鞍踪|(zhì)合成模板的作用。長(zhǎng)期以來(lái)科學(xué)家們都質(zhì)疑當(dāng)細(xì)胞中的蛋白質(zhì)聚焦達(dá)到有害水平時(shí)，是否存在某種機(jī)制通過(guò)降解mRNA來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)控蛋白質(zhì)水平。“我們只是猜測(cè)在此時(shí)細(xì)胞通過(guò)某種未知的機(jī)制摧毀了它的mRNA，然而長(zhǎng)期以來(lái)卻無(wú)人知曉這一過(guò)程是如何發(fā)生的，”Singer博士說(shuō)。

為了探究這一機(jī)制，Singer博士和同事們將研究焦點(diǎn)放在了細(xì)胞周期調(diào)控基因SWI5和CLB2上面。過(guò)去的研究表明為了調(diào)控細(xì)胞周期，SWI5 和CLB2基因編碼蛋白水平必須受到精密地調(diào)控，這表明SWI5 和CLB2基因編碼生成的mRNAs是研究降解機(jī)制的mRNA候選分子。在新研究中，研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)這些mRNAs事實(shí)上攜帶著與生俱來(lái)的 “自毀定時(shí)器”。
在基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程中，基因上的啟動(dòng)子通常發(fā)揮著基因開關(guān)的作用啟動(dòng)DNA轉(zhuǎn)錄生成mRNA。研究人員發(fā)現(xiàn)SWI5 和 CLB2基因啟動(dòng)子區(qū)域還具有其他的功能：它們將一種稱為Dbf2p的蛋白招募到了正在合成的mRNA分子上。

這些SWI5 和 CLB2基因轉(zhuǎn)錄生成的mRNAs分子攜帶著Dbf2p蛋白從細(xì)胞核移位到細(xì)胞質(zhì)。在細(xì)胞質(zhì)中，Dbf20p蛋白與mRNA分子上的Dbf2p相結(jié)合，兩種蛋白一同啟動(dòng)了mRNAs分子的急劇衰減。
“我們的研究結(jié)果表明，這些基因編碼蛋白水平之所以能受到嚴(yán)格調(diào)控是因?yàn)樵缭趍RNA生成之時(shí)，基因即通過(guò)啟動(dòng)子區(qū)域決定了這些mRNA分子的命運(yùn)，”Singer.博士說(shuō)：“這些啟動(dòng)子區(qū)域利用Dbf2p蛋白標(biāo)記新生成的mRNA，這一從mRNA生成至zui終衰減過(guò)程中粘附在mRNA上的蛋白可zui終對(duì)終止蛋白合成的信號(hào)作出反應(yīng)，從而導(dǎo)致mRNA毀滅。”

雖然目前這些研究發(fā)現(xiàn)是在酵母細(xì)胞中獲得的，Singer表示相信在人類細(xì)胞中也存在相似的mRNA衰減機(jī)制，并可利用這一機(jī)制來(lái)防治癌癥。“一旦你獲得細(xì)胞周期和細(xì)胞分裂調(diào)控機(jī)制的深刻理解，你就能夠找到控制癌細(xì)胞分裂失控的方法，由此制定出靶向性的治療策略，”Singer博士說(shuō)。

來(lái)源：生物通