Cell子刊封面：劉一教授發(fā)現(xiàn)新型遺傳學(xué)密碼
日期：2015-09-25 08:53:23
德州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心（UT Southwestern）的科學(xué)家們揭示了一種決定蛋白質(zhì)功能的新型遺傳學(xué)密碼，這種編碼機(jī)制在生物學(xué)過(guò)程中起到了核心作用。
我們體內(nèi)每一個(gè)細(xì)胞都含有成千上萬(wàn)的蛋白質(zhì)，細(xì)胞通過(guò)這些蛋白行使自己的功能。氨基酸是蛋白質(zhì)的基本單位，它們根據(jù)遺傳學(xué)密碼的指令相互連接，組裝成不同類(lèi)型的蛋白。德州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的研究人員發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)功能不僅取決于自己的氨基酸序列，還取決于氨基酸的組裝速度。這項(xiàng)研究作為封面文章發(fā)表在上一期的Molecular Cell雜志上。
“我們發(fā)現(xiàn)了一種新型遺傳學(xué)密碼，這個(gè)調(diào)控機(jī)制非常重要，能夠影響所有生物學(xué)過(guò)程，”文章的通訊作者，德州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的劉一教授說(shuō)。
人們很早以前就知道，每種氨基酸擁有多個(gè)同義密碼子，不同生物（從人類(lèi)到真菌）對(duì)這些密碼子有自己的偏好。研究顯示，使用更為頻繁的密碼子（偏好密碼子）可以加快氨基酸鏈的生產(chǎn)，而較少使用的密碼子會(huì)減慢這一過(guò)程。這些密碼子就像公路上的限速標(biāo)志，控制著蛋白質(zhì)生產(chǎn)的速度。
由核酸組成的遺傳學(xué)密碼是生命的核心，它不僅指定了蛋白質(zhì)的氨基酸序列，還控制著蛋白的組裝和折疊。快、慢密碼子的使用決定了蛋白質(zhì)的組裝速度，進(jìn)而影響了蛋白質(zhì)的折疊。遺傳學(xué)密碼的這種速度控制機(jī)制，可以確保蛋白質(zhì)在不同細(xì)胞中正確行使自己的功能。
研究人員向人們展示，同樣的氨基酸序列不同的組裝速度，會(huì)形成不同功能的蛋白。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于鑒定人類(lèi)致病突變意義重大。這項(xiàng)研究表明，致病突變可能并不需要改變氨基酸序列。事實(shí)上，人類(lèi)DNA中的絕大多數(shù)突變都不影響氨基酸序列。
“我們揭示了能夠決定蛋白質(zhì)最終功能的一種新型遺傳學(xué)‘密碼’，即蛋白組裝的速度限制，”劉一教授說(shuō)。
