“雙向運輸”讓蛋白到達其位避免疾病
日期：2013-11-29 13:07:37
科學家們發現，mRNA能夠沿著細胞單向傳送，然后登上另一個被恰當命名的馬達蛋白，以相反的方向到達其最終需要去的地方。佐治亞健康科學大學佐治亞醫學院（MCG）的細胞生物學家Graydon B. Gonsalvez博士是本文的通訊作者，他稱，這是一次相當重要的行程，因為mRNA決定著一個細胞中哪個蛋白發生表達，能將一個腦細胞與肌肉細胞區分開來。“過去一直認為是這樣一個相對簡單的場景：如果細胞內一個貨物需要運到這里，它只在一個軌道上朝那個方向走。”
但是，MCG和劍橋大學的科學家們發現，就像在一條備用的州際公路上駕車旅行的人一樣，mRNA需要靈活機動性，來躲避周圍路上可能存在的許多障礙，最終到達正確的位置。Gonsalvez說：“具有反道而行的能力，這一點對于它們最終到達需要去的地方非常重要。”位置真的就是一切，因為蛋白為了能夠正確地運行，需要在一個特定的位置上進行表達。
而太多錯誤的引導與生命是不相適應的，有少量是好的甚至可能是正常的。但是，在中間的水平上，對健康產生的影響，可能包括老人癡呆癥、癌癥、多發性硬化癥和X染色體易碎癥，這能產生輕微到嚴重的智力損傷，同樣也會產生物理特征例如扁平足和瘦長臉。Gonsalvez說：“大多數的人類疾病不是來自一個過程的喪失，而是過程的損害。”
科學家們對雙向能力表示懷疑，因為他們能在細胞中看到，兩個馬達蛋白以相反的方向并排停放。當他們移除當時閑置的、能夠朝相反方向運動的馬達蛋白時，已經在途中的貨物mRNA的傳送或定位受到損害。
Gonsalvez說：“我們看到的是，有很多東西能夠顛倒軌道。如果它們僅僅能夠以一個方向運動，它們會無意中撞到什么東西，就像一個迷路的細胞器一樣，會遇到困難。”
一直以來人們認為，馬達蛋白將mRNA從細胞骨架上舉起或卸下，主要起到一個細胞內部巷道的功能。最近，Gonsalvez收到來自國立衛生研究院（NIH）140萬美元的基金資助，填補這個細胞內行程的其它重要的知識缺口，例如馬達蛋白如何知道運送哪個mRNA，因為并不是所有的mRNA都需要被定位。
他把路徑系統比作一個郵政編碼，認為蛋白是再確認密碼，但是在這個例子中，蛋白結合到mRNA上，為了能夠行進而使其衰退。他說：“有些東西告訴細胞，這個信使是不同的。”例如，在X染色體易碎癥情況下，他懷疑一個或多個應該結合到mRNA上的蛋白失蹤了，因此細胞不能告訴信使其需要運動到哪里去。
Gonsalvez想回答的另外一個問題是，既然馬達蛋白不直接結合到mRNA上，那么mRNA是如何抓住它的。他說：“這些都不是簡單的問題，但應該想到的是，一旦我們知道答案，我們就能知道這是為什么，當你在這個過程中出現一個缺陷，你就將具有一種疾病病理學。”
他指出，mRNA的運輸終生都在發生，然而蛋白具有有限的壽命，因此不能被時常地替換。他的研究模型是相對簡單的果蠅，在果蠅中采用可利用的技術，有選擇的敲除特定細胞內的馬達蛋白。
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