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调控tRNA水平 纠正翻译错误的新机制

来源:生物通 作者: 2011-11-20

摘要: 近期来自麻省理工学院的研究人员在新研究中揭示出了一个普遍存在于所有生物体细胞中调控tRNA水平,纠正翻译错误的新机制。领导这一研究的是麻省理工学院PhillipSharp教授,主要研究领域是植物学、生物化学和核糖核酸调控。核糖体则是阅读这些指令并根据指令与携带氨基酸的tRNA(转运RNA)结合的细胞机构。在大多数情况下......


生物体中,蛋白质制造过程细胞所发生的小错误都可能导致深远的致病效应。但是,人们对细胞用于校正错误的过程还并不完全清楚。近期来自麻省理工学院的研究人员在新研究中揭示出了一个普遍存在于所有生物体细胞中调控tRNA水平,纠正翻译错误的新机制。这一研究成果在线发表在11月11日的《科学》(Science)杂志上。

领导这一研究的是麻省理工学院Phillip  Sharp教授,主要研究领域是植物学、生物化学和核糖核酸调控。他是获得美国国内院士称号最多的科学家之一,因发现断裂基因而获得1993年诺贝尔生理学或医学奖。Phillip  Sharp教授在生物医学领域作出了巨大贡献,在国际上享有盛誉。他因开发新的医药产品而获得过美国国家技术奖章。

制造蛋白质对生命来说至关重要,但是该过程非常复杂,包括很多参与成分。细胞中的mRNA充当蛋白质合成的指令。核糖体则是阅读这些指令并根据指令与携带氨基酸的tRNA(转运RNA)结合的细胞机构。在大多数情况下,一个单独、特殊形式的tRNA只与一个单独的氨基酸结合,并且一种叫做合成酶的生物酶负责将两者连接起来。但当tRNA出现异常,就有可能与错误的氨基酸结合。如果这种错误(或者叫做错误翻译)没有被校正,那么错误翻译的氨基酸最终被整合到一个蛋白质中。

在这篇文章中,麻省理工学院的研究人员发现了在细胞中普遍存在一种校正机制,可帮助清除异常tRNA分子,确保正确的氨基酸整合到蛋白质中,防止蛋白质发生错误装配。

过去的研究证实tRNA在其3′端有一个CCA序列,该序列在tRNA基因中没有被编码。在多数生物中,CCA-添加酶将核苷转移给未成熟的tRNA。CCA-添加酶是一种独立于模板的RNA聚合酶,它  “知道”要添加哪些核苷,“知道”只添加到tRNA。缺失CCA序列的tRNA将丧失它的正常功能。

在新研究中,Phillip  Sharp等发现CCA-添加酶还可向异常(或发生突变或存在结构错误)的tRNAs添加一个CCACCA序列。这种CCACCA标记的tRNA将被核酸外切酶识别并破坏。

  “这是一种防止错误发生的重要机制,将异常的tRNA清除出去,使其没有机会与错误的氨基酸结合,”文章的第一作者,麻省理工学院考克癌症研究所博士后Jeremy  Wilusz说。

新研究揭示出了一种存在于生物体蛋白质翻译中的“万能”纠错机制。这一研究发现将有助于确定出一系列疾病的潜在病因,并可能找到纠正这些错误的方法。

(生物通:何嫱)

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