研究检查细胞如何利用基因顺序应付含毒物重点

含毒物化学制品对细胞，损坏脱氧核糖核酸和其他重要分子遭成破坏。 从研究员 MIT 的和大学的一个新的研究在阿尔巴尼显示一个分子紧急回应系统如何转移这个细胞到它通过迅速生产蛋白质生存这样攻击抵制这个害处的故障控制模式和帮助。

彼得 Dedon、在 MIT 的生物工程教授和同事以前向显示细胞对待与毒物例如砷修改叫作调用核糖核酸的他们的分子的化工修改 (tRNA)，提供蛋白质在细胞内的构件。 在他们新的文件，出现于本质通信的 7月 3日问题，研究小组探讨了这些修改帮助细胞如何生存。

研究员发现含毒物重点重编程序 tRNA 修改打开将远离其定期活动的细胞的建造蛋白质的机械转变为紧急行动的系统。 “最终，一个按步结构导致您需要生存蛋白质的有选择性的表达式”，说 Dedon，本质通信文件的高级作者。

发现提供答案到对毒素的不仅细胞的回应，而且他们的反应对各种各样的刺激，例如营养素或激素， Dedon 说。 “我们建议，在有刺激时候，您有重编程序 [tRNA] 您为下一个步骤需要在蛋白质的该原因有选择性的转换什么您执行”，他说。

本文的主要作者是最近 MIT PhD 接收宽容陈。 其他 MIT 作者是 postdocs 严陵喜悦剧痛和 Wenjun 邓和研究科学家 Ramesh Indrakanti。 从大学的作者在阿尔巴尼是托马斯 Begley， nanobioscience 副教授和研究科学家 Madhu Dyavaiah。

核糖核酸的一个新的角色

调用核糖核酸由 70 到 90 核苷酸构件做成。 在综合以后，核苷酸通常进行修改他们的结构和功能的数十化工修改。 tRNA 主要工作是给核糖体带来氨基酸，将他们连接起来做蛋白质。

在 2010 文件， Dedon 和同事显示了酵母细胞在不同的含毒物化学制品，包括过氧化氢，漂白和砷。 在每个案件，细胞通过唯一重编程序地点和相当数量回应了每 tRNA 修改。 如果细胞丢失这个能力重编程序修改，他们是不太可能生存这次含毒物攻击。

在新的研究中，研究员着重特殊 tRNA 修改，叫作 m5C，发生，当细胞遇到过氧化氢，白细胞导致的化学制品。

他们首先发现此修改在运载氨基酸白氨酸的其中一 tRNAs 中主要地发生。 每氨基酸由在称密码子的这条染色体的三信函顺序输入。 每 tRNA 对应于一氨基酸，但是多数氨基酸可以由几个 tRNA 顺序编码。 例如，白氨酸可以由六个不同染色体顺序编码： TTA、 TTG、 CTT、 CTC、 CTA 和 CTG。

以信使核糖核酸 (mRNA) 的形式，在基因顺序的信息被传播到核糖体。 在核糖体， tRNA 分子与适当的 mRNA 密码子配对，并且他们的氨基酸被添加到蛋白质。

研究员不折不扣与 TTG 密码子配对，做该 tRNA 更加严格束缚到核糖体白氨酸 tRNA 顺序的第一发现了 m5C 修改附上。 他们然后擦试了大多白氨酸密码子包括 TTG 的基因的酵母染色体。

他们查找了那在酵母的 6,000 个基因，大约 40 有超过 TTG 编码的 90% 的他们的 leucines。 这些的一半结果是组成核糖体的蛋白质。 研究员着重叫作 RPL22A 和 RPL22B 的一个对核醣体的蛋白质，可能替代品对于彼此，轻微修改核糖体的活动。 而 RPL22B 有 TTG，编码的 40% RPL22A 有 TTG 编码的 100% 的其 leucines。 这意味着，当过氧化氢存在时，挑衅在对应于 TTG 密码子白氨酸 tRNA 的 m5C 修改的一个增量，细胞生产更多 RPL22A 蛋白质。

所以，细胞的核糖体变得主要地做 RPL22A，并且那种核糖体择优地装配必要的蛋白质回应过氧化氢故障。 “您需要此类紧急核糖体回应做重要蛋白质”， Dedon 说。 的确，研究员发现过氧化氢从 TTG 被丰富的基因增加了蛋白质的许多不同的类型。

利用基因代码

这个研究也提供答案到细胞如何顺利地利用了这个基因代码的冗余， Dedon 说。

“我们有所有一氨基酸的多个密码子。 什么这个细胞似乎执行使用这些优化该蛋白质最终表达式”，他说。 “很可能什么我们查找是在使用的一个编码在的染色体的密码子，什么一起编组蛋白质选件类这个细胞为一种特殊重点回应需要”。

来源： 麻省理工学院