生物谷報(bào)道：來(lái)自德州大學(xué)衛(wèi)生科學(xué)中心（University of Texas Health Science Center-Houston，生物谷注）,，西儲(chǔ)大學(xué)（Case Western Reserve University,，www.ebiotrade.com）的研究人員挑戰(zhàn)分子生物學(xué)已建立的體系，以及廣泛接受了無(wú)義介導(dǎo)的mRNA降解（nonsense-mediated mRNA decay,，NMD）模式,，對(duì)于faux 3’ UTR模式進(jìn)行了檢測(cè)，并且證明這不能用于解釋細(xì)胞如何識(shí)別和降解異常的mRNA,。這一里程碑式的發(fā)現(xiàn)將讓mRNA研究重新定位,，并且也打開(kāi)了了解細(xì)胞保護(hù)自我，免受潛在錯(cuò)誤的新機(jī)制的一道門,。
這一研究成果公布在最新的Molecular Cell的雜志上,，領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是西儲(chǔ)大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Kristian E. Baker博士,，這位女博士于英屬哥倫比亞大學(xué)獲得遺傳學(xué)及分子生物學(xué)博士學(xué)位，之后在霍德華休斯醫(yī)學(xué)院進(jìn)行博士后研究,。
在各種細(xì)胞中,，包括人類，mRNA是由DNA上的基因攜帶的信息的一個(gè)拷貝體,，偶然情況下,，mRNA會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致攜帶信息失去作用,，細(xì)胞能通過(guò)一個(gè)出色的機(jī)制檢測(cè)出這些異常的mRNAs,，并且在細(xì)胞中將其降解——這個(gè)過(guò)程就是基因表達(dá)過(guò)程中的一個(gè)非常重要的質(zhì)量控制體系。
Baker表示,，“在這個(gè)RNA生物學(xué)領(lǐng)域,，過(guò)去的研究人員進(jìn)行了大量的研究，收集得到的數(shù)據(jù)支持faux 3’ UTR mRNA質(zhì)量控制模式,，從而這一模式也就指導(dǎo)了現(xiàn)有的這一領(lǐng)域的研究”，“然而我們的近期的研究對(duì)這一解釋提出了質(zhì)疑,，當(dāng)然會(huì)導(dǎo)致許多過(guò)于這個(gè)重要的細(xì)胞過(guò)程的重新思考,。”
在過(guò)去十年期間，研究人員一直對(duì)于細(xì)胞如何區(qū)分“正常”的DNA和那些攜帶了某些突變類型的DNA,，感到疑惑,。mRNA傳遞DNA的遺傳編碼信息到蛋白合成的“工廠”：核糖體，細(xì)胞能識(shí)別出突變的mRNA,，并阻止它進(jìn)入核糖體階段,。一旦這些突變被辨認(rèn)出來(lái)，細(xì)胞就會(huì)降解這些異常的突變mRNA,。這個(gè)天然過(guò)程確保了異常蛋白不會(huì)被表達(dá)出來(lái),。利用一種酵母模式系統(tǒng)，Barker等人對(duì)這個(gè)mRNA質(zhì)量控制過(guò)程有了一個(gè)更好的理解——酵母這一過(guò)程與人類細(xì)胞十分相似,。
他們對(duì)于無(wú)義介導(dǎo)的mRNA降解的研究不僅為理解基因調(diào)控過(guò)程中這一重要的步驟提出了一個(gè)更深入的理解,，而且也許將有助于未來(lái)發(fā)展出遺傳疾病治療的新策略。許多遺傳病變,，包括囊性纖維性變（cystic fibrosis,，www.ebiotrade.com）都是由于無(wú)功能mRNA的識(shí)別，以及無(wú)義介導(dǎo)的mRNA降解導(dǎo)致的結(jié)果,。
由于細(xì)胞降解了異常的mRNA,，就沒(méi)有蛋白產(chǎn)生，對(duì)于遺傳性疾病,，研究人員假定這也許有利于細(xì)胞表達(dá)蛋白,，即使是其不能完全行使功能,。因此這可能對(duì)于相比于完全失去功能，具有一些蛋白功能更好的患者而言更有利,。囊性纖維性變臨床實(shí)驗(yàn)?zāi)壳熬褪窃诩?xì)胞天然降解過(guò)程發(fā)生以前產(chǎn)生一些部分具有功能的蛋白,。利用Baker等人的發(fā)現(xiàn)，研究人員可以更好的理解如何調(diào)控異常mRNA的識(shí)別過(guò)程,，幫助mRNA在細(xì)胞過(guò)程中保留下來(lái),，表達(dá)蛋白。
Baker表示,，“這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)于我們了解mRNA功能是至關(guān)重要的一步”,，“而且這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了基礎(chǔ)生物學(xué)與臨床生物學(xué)的關(guān)系：我們對(duì)于細(xì)胞中基礎(chǔ)生物學(xué)的了解越多，我們就能更好的指導(dǎo)臨床治療過(guò)程,。”
生物谷推薦原始出處：
Molecular Cell, Vol 29, 134-140, 18 January 2008
Short Article
Nonsense-Mediated mRNA Decay in Yeast Does Not Require PAB1 or a Poly(A) Tail
Stacie Meaux,1 Ambro van Hoof,1,3, and Kristian E. Baker2,3,
1 Department of Microbiology and Molecular Genetics, University of Texas Health Science Center-Houston, Houston, TX 77030, USA
2 Center for RNA Molecular Biology, Case Western Reserve University, Cleveland, OH 44106, USA
Corresponding author
Ambro van Hoof
[email protected]
Corresponding author
Kristian E. Baker
[email protected]
Eukaryotic mRNAs harboring premature translation termination codons are recognized and rapidly degraded by the nonsense-mediated mRNA decay (NMD) pathway. The mechanism for discriminating between mRNAs that terminate translation prematurely and those subject to termination at natural stop codons remains unclear. Studies in multiple organisms indicate that proximity of the termination codon to the 3′ poly(A) tail and the poly(A) RNA-binding protein, PAB1, constitute the critical determinant in NMD substrate recognition. We demonstrate that mRNA in yeast lacking a poly(A) tail can be destabilized by introduction of a premature termination codon and, importantly, that this mRNA is a substrate of the NMD machinery. We further show that, in cells lacking Pab1p, mRNA substrate recognition and destabilization by NMD are intact. These results establish that neither the poly(A) tail nor PAB1 is required in yeast for discrimination of nonsense codon-containing mRNA from normal by NMD.
