Cell揭示RNA降解新機制
日期：2015-09-01 08:53:22
生長、分裂中的細胞會利用其大部分的能量儲備來制造它的“蛋白質工廠”——核糖體。外來體（exosome）在核糖體的組裝中發揮著重要的作用，這一分子切碎機分解了多余的核糖核酸（RNA）。
來自海德堡大學生物化學中心(BZH)的Ed Hurt教授與研究人員，揭示出了外來體識別靶RNA的機制。研究小組確定了一種類似于郵政編碼或條形碼的特異檢測信號，讓外來體靶向了遙遠的RNA。這些研究結果發布在8月27日的《細胞》（Cell）雜志上。
Hurt教授說，核糖體生成是一個極其復雜的過程，其遵循一張設置了許多質量控制檢查點的嚴格藍圖。這些蛋白質工廠是由許多的核糖體蛋白（r-蛋白）和核糖體核糖核酸(rRNA)構成。在真核細胞中需要200多個稱作為核糖體生物合成因子的輔助蛋白來正確組裝r-蛋白和不同的rRNAs。在4種不同的rRNAs中有3種是由大前體RNA所生成。它們需要在生成過程中的特定點進行“修剪”，多余的片段會被丟棄。“由于這些過程是不可逆的，需要進行特別的檢查，”Ed Hurt說。
外來體會分解很大部分的多余核糖體RNA，外來體是由多個蛋白質亞基構成的一種分子機器。它們形成了與圓桶相似的結構，RNA穿過這一通道。定位在這一通道的外來體亞基將RNA降解為單個元件（核苷酸）。“盡管這一過程已得到充分描述，但我們仍然不清楚外來體是如何檢測到靶DNA，將它與必須保持完好的許多RNA分子區分開來的，”Ed Hurt說。
Hurt教授研究小組的Matthias Thoms和Emma Thomson博士現在確定了定位在未完成組裝核糖體上靶RNA附近的兩個核糖體生物合成因子，將外來體引向了它的靶標。兩個蛋白因子都在核糖體組裝過程中起作用，卻在不同的時間和位置運作。盡管兩個蛋白的結構不同，它們共享了一個重要的特征。海德堡大學的研究人員發現兩者都有一段與條形碼或郵政編碼相似的短信號序列。通過這一檢測信號，外來體的一個輔助蛋白被招募指向靶RNA。外來體隨后能夠開展工作，切碎不需要的RNA。
Hurt教授研究小組現在希望能夠鑒別出具有這一信號序列的其他蛋白，從而闡明外來體能夠除去如此廣泛不同的RNA的機制。Hurt教授說：“外來體是一種普遍的蛋白質復合物，其在所有細胞中對維持RNA穩態，即RNA生成與降解之間的平衡狀態起至關重要的作用。我們認為我們發現的這類靶RNA檢測代表了外來體調控的一個通用機制。我們的研究結果有可能促成更好地了解外來體及輔助蛋白存在缺陷的疾病的分子機制。”這將確立有可能導致人類自身免疫疾病或多發性骨髓瘤的外來體元件突變。
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