如何以合適的速度生產(chǎn)蛋白質(zhì)

在所有真核生物中，遺傳物質(zhì)以 DNA 的形式儲存在細(xì)胞核中。為了使用，這種 DNA 首先在細(xì)胞質(zhì)中轉(zhuǎn)錄成信使 RNA，然后在核糖體的幫助下翻譯成蛋白質(zhì)，核糖體是一種能夠解碼信使 RNA 以合成適當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)的小型機(jī)器。然而，這種機(jī)制發(fā)生的速度并不一致：它必須適應(yīng)以允許蛋白質(zhì)采用正確的配置。事實(shí)上，對生產(chǎn)率的放松管制會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)缺陷。未正確折疊的蛋白質(zhì)會聚集，變得無法使用并且通常對細(xì)胞有毒。通過分析酵母細(xì)胞中核糖體運(yùn)動的速率，瑞士日內(nèi)瓦大學(xué) (UNIGE) 的一個團(tuán)隊(duì)與漢堡大學(xué)合作，已成功證明蛋白質(zhì)合成速率受調(diào)節(jié)因子調(diào)節(jié)，這些調(diào)節(jié)因子隨意改變信使 RNA 翻譯成蛋白質(zhì)的速率。這些結(jié)果可以在期刊中找到細(xì)胞報告。

蛋白質(zhì)是 3D 結(jié)構(gòu)，為了發(fā)揮作用，它們必須相互聯(lián)鎖或與合作伙伴相互作用。在結(jié)構(gòu)缺陷的情況下，蛋白質(zhì)聚集在一起，變得有毒并且可能是病理性的。這種現(xiàn)象實(shí)際上在許多神經(jīng)退行性疾病中觀察到，例如阿爾茨海默病或肌萎縮側(cè)索硬化。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的 UNIGE 醫(yī)學(xué)院微生物學(xué)和分子醫(yī)學(xué)系教授 Martine Collart 解釋說：“我們已經(jīng)知道，蛋白質(zhì)的制造速度會根據(jù)需要而變化：有時快，有時非常慢。” .“然而，我們還不知道如何控制這種機(jī)制。”

核糖體分析

為了理解這個過程，科學(xué)家們使用了一種非常創(chuàng)新但仍然不為人所知的技術(shù)：核糖體分析。“這種方法可以確定細(xì)胞中特定時刻核糖體的位置，”Martine Collart 實(shí)驗(yàn)室的研究員兼醫(yī)學(xué)院“BioCode：RNA 到蛋白質(zhì)”核心設(shè)施負(fù)責(zé)人 Olesya Panasenko 解釋說，誰專門研究這種技術(shù)。“它包括在特定時刻降解所有不受核糖體保護(hù)的 RNA，只保留核糖體保護(hù)片段 (RPF)。然后我們對這些 RPF 進(jìn)行測序，以確定 mRNA 上有多少核糖體，以及在哪個位置，在那個特定的時刻。這表明翻譯的速度和效率。”

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