Cell揭示獨特的翻譯調控機制
日期：2015-10-26 08:52:32
植物被昆蟲攻擊或者遇到嚴酷的氣候條件時，是無法起身逃避的。因此它們需要快速應答壓力性事件，然后在事件平息之后迅速恢復“正常”。
北卡羅萊納州立大學的研究人員在本期Cell雜志上發表文章，在分子水平上揭示了植物控制乙烯釋放的一種獨特機制。乙烯是一種重要的氣態應激激素，能夠響應各種內部和環境刺激， 調控植物生長和刺激果實成熟。植物的乙烯應答一直是科學家們研究的熱點，在過去的幾十年里人們已經確定了一條相對成熟的信號通路。
北卡羅萊納州立大學的Anna Stepanova和Jose Alonso在文章中指出，乙烯啟動了一種獨特的基因表達機制——基因特異性翻譯調控。在分子生物學的中心法則中，遺傳信息從DNA、RNA流向蛋白。編碼在DNA中的遺傳指令轉錄為mRNA，然后翻譯生成執行特定功能的蛋白。
當植物感受到乙烯的存在時，就會起始一個特殊基因的轉錄，該基因編碼的蛋白相當于乙烯信號傳導的“斷路器”。不過該基因的翻譯程序受到了限制，直到乙烯消失才能開始蛋白合成。“也就是說這些基因生成了mRNA并將其儲存起來，遺傳信息并沒有立刻流向蛋白合成，”Stepanova說。
“植物細胞通過這種機制快速應答乙烯，隨后又迅速恢復正常，”Alonso補充道。
進一步研究表明，關鍵信號分子EIN2是乙烯應答過程的一個基本組分。EIN2可以結合乙烯“斷路器”EBF2，阻止它進行蛋白合成，以免過早影響乙烯應答的活性。
這項研究通過全基因組核糖體印記（ribosome footprinting），揭示了一種基因特異性翻譯控制機制。雖然這些工作主要針對的是乙烯，但研究人員認為其它植物激素也可能有類似的作用機制。此外，這項研究還有助于人們進行基因工程改造，獲得品質更高的農作物。
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