翻译以密码子依赖的方式影响人类细胞mRNA稳定性

Stowers医学研究所的研究人员发现了核糖体在人体细胞中的一种新功能，揭开了核糖体在破坏健康mRNAs中的作用。

　　

Stowers的助理研究员Ariel Bazzini博士说：“很长一段时间以来，很多人都把核糖体看作是细胞中的被动分子机器，用来产生蛋白质。现在有越来越多的证据表明核糖体可以调节基因表达，包括在人类细胞中。”

这些发现最近在elife期刊上发表，可能会导致人们进一步了解，在人类疾病中mRNA的作用和基因失调的原因。

翻译过程中，核糖体通过充当蛋白质的生物合成工厂来制造蛋白质。具体来说，一个核糖体读取一条mRNA的密码子（由三个连续的核苷酸组成），以确定要添加到生长蛋白链的氨基酸。作为这一过程的一部分，核糖体也起着质量控制的作用，触发了对不适当制造的mRNA的破坏。

越来越多证据表明，核糖体也在影响经过适当处理的mRNAs的稳定性（寿命）中发挥作用，从而在调节mRNA稳定性、mRNA水平和蛋白质产生方面起关键作用。这在酵母菌、大肠杆菌和斑马鱼等生物中得到了证实。在这项研究中，研究人员发现核糖体也会影响人类细胞系的mRNA稳定性。

Bazzini说：“我们发现基因表达量是一个结合了mRNA产生（转录）和稳定性的过程。想知道一杯水在特定时间的容量，首先要知道你往玻璃杯里倒了多少水，同时还要知道你喝了多少水。mRNAs也是如此。你可以测量有多少mRNAs是被正确制造的，但是如果你不知道有多少mRNAs被分解了，你怎么知道那里有多少mRNAs呢？”

这些发现为两个令人兴奋的研究途径打开了大门，Bazzini说。第一个问题是更好地理解核糖体如何触发mRNA的破坏，其分子机制尚不清楚。核糖体可能不是长期以来研究人员所认为的“被动的参与者”。

“类似于核糖体，被称为tRNAs的分子，也从根本上参与了蛋白质合成，”文章第一作者、Stowers的前博士研究员Qiushuang Wu说。“我们认为，能够识别mRNA密码子并为核糖体提供相应氨基酸的tRNAs可能在发育和人类疾病中具有很强的调节作用。”

第二个研究途径是研究这一新发现的调控分子机制与人类疾病相关基因的关系。人类基因组测序表明，个体有时会有一个“沉默突变”，即DNA序列和密码子的变化不会改变产生的蛋白质的氨基酸组成，因为许多氨基酸都是由多个密码子编码的。然而，如果沉默突变导致核糖体破坏健康的mRNA，它可能仍然起着某些作用。

“生物学最基本的概念之一是基因是如何被调控的，以及这些调控如何促使细胞变得专门化。我们有兴趣研究转录后机制如何工作，特别是核糖体如何触发mRNA破坏——它们如何触发或招募因子来执行这个过程，”Bazzini说。“了解翻译在分子水平上怎样影响mRNA表达，让我们开始思考在癌症、衰老或病毒感染中，mRNA翻译可能会如何影响基因表达。”

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原文检索：Translation affects mRNA stability in a codon-dependent manner in human cells

（生物通：伍松）