Cell顛覆性發現：RNA自我校讀
日期：2015-02-03 08:53:34
蛋白質合成是DNA信息通過信使依次傳遞的過程，其中任何一步都有可能出錯。正因如此，每一步都有專門的酶來進行校讀，確保DNA編碼的信息能夠正確地傳遞到蛋白。最近，冷泉港實驗室（CSHL）的科學家們揭示了一種全新的質控機制。他們驚訝的發現,校讀不再是酶的專利，tRNA本身就有內置的糾錯系統。這項研究發表在近期的Cell雜志上。
tRNA攜帶氨基酸到核糖體，使其以正確的順序組成蛋白質。但在tRNA分子加載氨基酸之前，它必須先被CCA添加酶連上CCA序列，只有這樣tRNA才能成為功能完全的分子。如果tRNA發生突變，CCA添加酶就會加倍工作，給它連上“CCACCA”序列。這種信號意味著tRNA有缺陷，細胞會把這些tRNA快速降解，防止錯誤的信息傳播出去。
那么CCA添加酶是如何區分正常和突變tRNA的呢？CSHL的Leemor Joshua-Tor教授領導團隊對此進行了研究。“我們使用X射線晶體學技術對工作中的CCA添加酶進行觀察，令人意外的是這個酶根本不能進行分辨，”Joshua-Tor解釋道。“實際上，是RNA自己在負責校讀。”
研究人員對細胞中類似tRNA分子的非編碼RNA進行研究。他們發現，連有CCA基團的非編碼RNA很穩定，豐度也比較高。而連有CCACCA序列的非編碼RNA含量極少，會很快被細胞降解。研究顯示，這兩種非編碼RNA之間只相差了一個簡單的突變。那么這種突變是如何影響CCA序列添加的呢？
研究人員成像了與非編碼RNA結合的CCA添加酶，“CCA添加酶通過一種螺旋運動在RNA末端一個個地添加CCA序列，”文章的第一作者Claus Kuhn博士說。“在正常情況下，這種酶添上最后一個A之后會繼續嘗試‘彎折’RNA分子，但這種嘗試并不成功。”壓力增加會使RNA脫離與酶的結合，結果是RNA只連了 一個CCA序列。
研究人員發現，當RNA發生突變時它的結構會更加靈活，在添上一個CCA序列之后RNA還能繼續彎曲。“于是酶就能添加新一輪‘CCA’序列，然后RNA才脫離與酶的結合，”Joshua-Tor說。
Joshua-Tor指出，這是一個非常特別的校對機制。“在酶的眼里兩種RNA并沒有什么差異，它只管通過螺旋運動添加CCA，是RNA本身的突變防治發生進一步的錯誤，”確保蛋白正確合成。
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