制约细胞蛋白合成的新见解

 

德国柏林布赫园区的马克斯.德尔布吕克分子医学中心(MDC)的研究人员就控制细胞蛋白合成生产的因素获得新见解。他们利用基因工程修饰的小鼠首次,一个进化保守的蛋白质合成调节机制对于高度发达的哺乳动物也有重要影响。这项由克劳斯.威特玛(Klaus Wethmar)博士,阿希姆.洛伊茨(Achim Leutz)教授和其他工作人员共同发现的深刻见解将有助于开发针对诸如癌症等病症的新疗法和新药物。 (Genes&Development:Doi: 10.1101/gad.557910).*


蛋白质是活体细胞的基本组成单元。而蛋白质的建造蓝图取决于基因DNA的编码。这些蓝先是转录成信使RNA,然后作为模板指导蛋白质合成。有些RNA拥有所谓的短的开放读取框(上游开放读取框,uORF),它使蛋白质合成取决于相应的细胞生理学。下至酵母、上至人类都可以发现这些uORF控制区。它们坐落在重要调节蛋白的信使RNA上,对于细胞的分裂、分化、代谢及细胞应激发挥着重要作用。


洛伊茨教授领导团队现在首次在一个小鼠模型中发现并测量到一种存在于包括人在内所有脊椎动物的保守uORF的生理学效应。他们发现,如果小鼠身上的一个重要调节蛋白的uORF缺乏,将导致肝再生的异常和骨骼发育的变化。这项结果,同时鉴于uORF常见于众多的信使RNA之中,使MDC的研究人员做出判断,在进化史上保守的uORF可能对生物活体有着广泛深刻的调节作用。

研究人员猜测,通过uORF的蛋白质合成调控跟许多疾病、尤其是癌症相关,例如生长因子或肿瘤基因经常拥有uORF。 “到目前为止,实际上还没有一种药物是着眼于通过uORF影响蛋白质合成的方式切入的”,洛伊茨教授阐述到。“现在当我们看到uORF调节作用的高度相关性之后,寻找可能影响uORF功能的药物就变成很有意义的事了”,他说。

原始文献:
*C/EBPβΔuORF mice – a genetic model for uORF-mediated translational control in mammals
Klaus Wethmar1,2, Valérie Bégay1,3, Jeske J. Smink1,3, Katrin Zaragoza1,3, Volker Wiesenthal1,4, Bernd Dörken2, Cornelis F. Calkhoven5 and Achim Leutz1,6,7
1) Max Delbrück Center for Molecular Medicine, Robert Rössle Str. 10, D-13092 Berlin, Germany.
2) Charité, Campus Virchow Klinikum, University Medicine Berlin, Augustenburger Platz 1, D-13353 Berlin, Germany.
3) These authors contributed equally to this study and are listed in alphabetical order.
4) Current address: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Heinrich-Konen-Str. 1, 53227 Bonn, Germany.
5) Leibniz Institute for Age Research - Fritz Lipmann Institute, Beutenbergstr. 11, D-07745 Jena, Germany.
6) Department of Biology, Humboldt-University, Invalidenstr. 43, D-10115 Berlin, Germany.
7) Corresponding author

(何宏 译)