PNAS惊人发现：核糖体兼具调控功能

细胞需要通过蛋白来执行功能，一般人们认为核糖体只是细胞合成蛋白的分子机器，而翻译的调控是通过起始因子和RNA结构进行的。近日，哈佛医学院微生物和免疫学教授Sean Whelan发现，核糖体实际上还具有更多功能，它还能够调控特定蛋白的翻译从而影响病毒增殖。该研究发表在美国国家科学院院刊PNAS上。

　　

生物通报道：最难捉摸的除了人心还有病毒，RNA病毒复制起来实在太不准确，这也使其往往能够轻松战胜抗病毒药物。病毒每复制一次基因组至少会产生一个错误，这样一边增殖一边突变的病毒基因组对于抗病毒药物来说简直就像移动靶。成功对付逆转录病毒并不容易，人们为了攻击HIV得将多种药物混合在一起展开包围圈，才让让病毒更难逃脱。

抗病毒除了靶标RNA病毒，也可以靶标其宿主细胞，不过这类策略有可能给宿主带来损害。不过十一月十九日美国国家科学院院刊PNAS上发表了一项惊人发现，为人们带来了抵抗狂犬病等致命病毒感染的新希望。

细胞需要通过蛋白来执行功能，一般人们认为核糖体只是细胞合成蛋白的分子机器，而翻译的调控是通过起始因子和RNA结构进行的。近日，哈佛医学院微生物和免疫学教授Sean Whelan发现，核糖体实际上还具有更多功能，它还能够调控特定蛋白的翻译从而影响病毒增殖。

研究人员着重研究了病毒与宿主细胞将信使RNA（mRMA）翻译成为蛋白的过程，由此分析了二者存在的差异。他们发现，一些病毒依赖核糖体表面的一种蛋白rpL40来进行其他蛋白合成，而大多数细胞mRNA则不需要这种蛋白。研究指出，rpL40有望成为潜在治疗靶点，阻断它可以攻击病毒而不对正常细胞产生较大影响。

“有些病毒对于这种核糖体蛋白是否存在非常敏感，开发靶标rpL40的抗病毒药物潜力很大，”Whelan说。“例如可以用来治疗狂犬病病毒感染，这种感染目前还没有有效治疗手段。”

水泡性口炎vesicular stomatitis病毒是一种弹状病毒，与狂犬病病毒同属一个家族。研究人员对VSV病毒核糖体的所有蛋白组分进行了筛选，他们发现这类病毒的mRNA翻译起始依赖于rpL40，而只有7%的宿主细胞mRNA有此依赖性。进一步研究显示宿主细胞中依赖rpL40的主要是应激反应基因的mRNA。

研究人员通过酵母和人类细胞实验指出，Mononegavirale病毒（包括狂犬病病毒、麻疹病毒等）的增殖都依赖rpL40。“这项研究揭示核糖体不仅是一种自动化分子机器，还同样是一种调控翻译的调节子，”文章第一作者Amy Lee说，她目前在加州大学伯克利分校就读博后。

目前已有一些研究团队希望通过靶标蛋白合成等细胞功能来进行抗病毒治疗，不过至今还未在此基础上制成药物。研究人员指出，病毒核糖体的新功能将给人们带了更深远的启示。

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

A ribosome-specialized translation initiation pathway is required for cap-dependent translation of vesicular stomatitis virus mRNAs

Initiation is the primary target of translational control for all organisms. Regulation of eukaryotic translation is traditionally thought to occur through initiation factors and RNA structures. Here, we characterize a transcript-specific translation initiation mechanism that is mediated by the ribosome. By studying vesicular stomatitis virus (VSV), we identify the large ribosomal subunit protein rpL40 as requisite for VSV cap-dependent translation but not bulk cellular or internal ribosome entry site–driven translation. This requirement is conserved among members of the order Mononegavirales, including measles virus and rabies virus. Polysome analyses and in vitro reconstitution of initiation demonstrate that rpL40 is required for 80S formation on VSV mRNAs through a cis-regulatory element. Using deep sequencing, we further uncover a subset of cellular transcripts that are selectively sensitive to rpL40 depletion, suggesting VSV may have usurped an endogenous translation pathway. Together, these findings demonstrate that the ribosome acts as a translational regulator outside of its catalytic role during protein synthesis.