Science：諾獎得主揭示翻譯糾錯新機制
日期：2011-11-18 08:53:25
生物體中，蛋白質制造過程細胞所發生的小錯誤都可能導致深遠的致病效應。但是，人們對細胞用于校正錯誤的過程還并不完全清楚。近期來自麻省理工學院的研究人員在新研究中揭示出了一個普遍存在于所有生物體細胞中調控tRNA水平，糾正翻譯錯誤的新機制。這一研究成果在線發表在11月11日的《科學》（Science）雜志上。
領導這一研究的是麻省理工學院Phillip Sharp教授，主要研究領域是植物學、生物化學和核糖核酸調控。他是獲得美國國內院士稱號最多的科學家之一，因發現斷裂基因而獲得1993年諾貝爾生理學或醫學獎。Phillip Sharp教授在生物醫學領域作出了巨大貢獻，在國際上享有盛譽。他因開發新的醫藥產品而獲得過美國國家技術獎章。
制造蛋白質對生命來說至關重要，但是該過程非常復雜，包括很多參與成分。細胞中的mRNA充當蛋白質合成的指令。核糖體則是閱讀這些指令并根據指令與攜帶氨基酸的tRNA（轉運RNA）結合的細胞機構。在大多數情況下，一個單獨、特殊形式的tRNA只與一個單獨的氨基酸結合，并且一種叫做合成酶的生物酶負責將兩者連接起來。但當tRNA出現異常，就有可能與錯誤的氨基酸結合。如果這種錯誤（或者叫做錯誤翻譯）沒有被校正，那么錯誤翻譯的氨基酸最終被整合到一個蛋白質中。
在這篇文章中，麻省理工學院的研究人員發現了在細胞中普遍存在一種校正機制，可幫助清除異常tRNA分子，確保正確的氨基酸整合到蛋白質中，防止蛋白質發生錯誤裝配。
過去的研究證實tRNA在其3′端有一個CCA序列，該序列在tRNA基因中沒有被編碼。在多數生物中，CCA-添加酶將核苷轉移給未成熟的tRNA。CCA-添加酶是一種獨立于模板的RNA聚合酶，它 “知道”要添加哪些核苷，“知道”只添加到tRNA。缺失CCA序列的tRNA將喪失它的正常功能。
在新研究中，Phillip Sharp等發現CCA-添加酶還可向異常（或發生突變或存在結構錯誤）的tRNAs添加一個CCACCA序列。這種CCACCA標記的tRNA將被核酸外切酶識別并破壞。
“這是一種防止錯誤發生的重要機制，將異常的tRNA清除出去，使其沒有機會與錯誤的氨基酸結合，”文章的第一作者，麻省理工學院考克癌癥研究所博士后Jeremy Wilusz說。
新研究揭示出了一種存在于生物體蛋白質翻譯中的“萬能”糾錯機制。這一研究發現將有助于確定出一系列疾病的潛在病因，并可能找到糾正這些錯誤的方法。
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