Science：神经退行性病变与tRNA有关

　　

生物通报道：美国杰克逊实验室（The Jackson Laboratory）的Susan Ackerman教授在小鼠中意外发现，神经退行性病变与tRNA缺陷有关。这项研究发表在七月二十四日的Science杂志上。

研究人员发现了一个专门在中枢神经系统中的tRNA，如果它的编码基因发生突变，神经元核糖体的蛋白合成过程就会“卡壳”或中止。细胞若是在这种情况下缺失GTPBP2蛋白，就会出现神经退行性病变。

“我们的研究显示，脊椎动物的tRNA基因存在着组织特异性的表达，”Ackerman说。“这样的基因发生突变，会引发疾病或者影响其它表型。这一发现为人们开辟了疾病机理研究的新途径。”

神经退行性病变是成熟神经元衰退并最终死亡的过程。尽管阿尔茨海默症、帕金森症、亨廷顿氏舞蹈病、肌萎缩侧索硬化症ALS等多种人类疾病都与神经退行性病变有关，但迄今为止人们对其中的机制并不了解。

科学家们一直在探寻神经退行性病变的病因。越来越多的证据表明，当蛋白合成和折叠受到干扰时，神经元比其他类型的细胞要敏感得多。

呈三叶草结构的tRNA是蛋白合成过程中的关键一环，它的两头具有不同的功能，一头读取遗传密码（三联体密码子），另一头转运与密码对应的氨基酸。

高等生物的tRNA非常多样化。举例来说，人类tRNA需要识别61种三联体密码，而人类基因组差不多含有500个tRNA基因。为什么会有这么多tRNA基因呢？它们是多余的么？除了合成蛋白以外tRNA还肩负着其他功能么？（延伸阅读：Nature：深入第二套遗传密码）

“在小鼠中，密码子AGA实际上由五种tRNA解码。这种冗余现象令许多人忽视了tRNA突变的致病能力。”

Ackerman及其同事在这项研究中发现，对于缺乏GTPBP2的小鼠来说，tRNA 基因n-Tr20发生突变会导致神经退行性病变。值得注意的是，小鼠和人类的这种tRNA活性仅限于大脑和其他中枢神经细胞。

基因n-Tr20编码的tRNA识别密子码AGA，即精氨酸。研究显示，n-Tr20的缺陷会导致核糖体在遇到AGA时“卡壳”。一般情况下，GTPBP2蛋白可以帮助细胞克服这个问题，但如果这种蛋白缺失，情况就会变得更加严重。研究人员指出，就是这一机制推动了小鼠模型的神经退行性病变。

 

生物通编辑：叶予

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