RNA结构的灵活性中蕴藏的奥秘（图）

　　

    [生物通讯]蛋白质通常不得不在细胞中干些粗活，如降解已经精疲力竭的分子、控制蛋白质生产的开关等。现在，研究人员发现一个RNA分子不仅负责编码一种酶，而且当这个酶已经完成足够工作之后，还能关闭自身停止产生这种酶。这一发现引发了蛋白质中许多酶的活性都是起源于RNA的争论。

    细胞是通过将DNA复制成信使RNA即mRNA模板来产生蛋白质的，这是DNA编码蛋白质所必需的一个细胞机制。称为蛋白质加工厂的核糖体，当一种特殊蛋白产物已经生产得足够多时，就需要想个办法停止生产。当产生的蛋白附着到其RNA模板上的一个特殊点时，蛋白质的[AD340X300] 纤维化往往就会终止。这就阻碍了核糖体继续利用RNA模板制造蛋白质。但并非细胞所需的一切都需要有一个RNA模板。例如，细菌合成小的非蛋白分子硫胺（维生素B1）就是利用几种酶“白手起家”的，研究人员对于一旦硫胺的产生达到限额，会是什么将编码这些酶的mRNA关闭这一点迷惑不解，这些酶不会与mRNA结合，而研究人员寻找一种可能与硫胺结合然后关闭其mRNA的过渡蛋白的努力也落了空。

    耶鲁大学的生物化学家Ronald Breaker怀疑关闭mRNA的可能就是硫胺自己，这一假说与研究人员长期信奉的只有蛋白质才能与mRNA结合然后关闭蛋白质生产的观点相悖。Breaker的研究小组对mRNA进行一番改造来检验这个假说。他们合成的mRNA的前半部分含有两个编码生产硫胺的酶的序列。后半部分则含有另一种蛋白质的编码序列，这个蛋白研究人员可以容易地测定。研究小组发现，mRNA环绕着硫胺极其活化形式硫胺-PP。而且，当研究人员将mRNAs与核糖体在试管中一半一半混合时，发现硫胺抑制了蛋白质的合成，使硫胺的产量至少减少了18倍。其它的实验也显示，当硫胺结合到mRNA上时，mRNA会改变其形状，隐藏起蛋白生产机器所需的关键序列。研究小组将有关结果发表在10月17日期的《自然》杂志上。Breaker的研究小组还发现，类似的形状改变也控制着维生素12的合成，这一结果发表在9月期的《化学与生物学》（Chemistry and Biology）杂志上。

    Breaker认为，如果在更高级的生物中也发现类似的“mRNA开关”，将进一步支持这些mRNA是由RNA主导的蛋白质前世界中所遗留下来的观点。哈佛大学医学院的分子生物学家Jack Szostak认为，虽然研究人员20多年前就已经知道RNA了，但他们决不会想到RNA可能也象蛋白质一样具有多种功能。在实验室中，RNA具有呈现出各种形状的超级威力，但研究人员并不清楚这种能力是否有着天然的用处，他解释说。“现在我们发现这种能力确实有其用处。”Szostak说。“这非常令人满意。”

生物通编译自SCIECE NOW