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如何以合适的速度生产蛋白质

导读 在所有真核生物中,遗传物质以 DNA 的形式储存在细胞核中。为了使用,这种 DNA 首先在细胞质中转录成信使 RNA,然后在核糖体的帮助下

在所有真核生物中,遗传物质以 DNA 的形式储存在细胞核中。为了使用,这种 DNA 首先在细胞质中转录成信使 RNA,然后在核糖体的帮助下翻译成蛋白质,核糖体是一种能够解码信使 RNA 以合成适当蛋白质的小型机器。然而,这种机制发生的速度并不一致:它必须适应以允许蛋白质采用正确的配置。事实上,对生产率的放松管制会导致结构缺陷。未正确折叠的蛋白质会聚集,变得无法使用并且通常对细胞有毒。通过分析酵母细胞中核糖体运动的速率,瑞士日内瓦大学 (UNIGE) 的一个团队与汉堡大学合作,已成功证明蛋白质合成速率受调节因子调节,这些调节因子随意改变信使 RNA 翻译成蛋白质的速率。这些结果可以在期刊中找到细胞报告。

蛋白质是 3D 结构,为了发挥作用,它们必须相互联锁或与合作伙伴相互作用。在结构缺陷的情况下,蛋白质聚集在一起,变得有毒并且可能是病理性的。这种现象实际上在许多神经退行性疾病中观察到,例如阿尔茨海默病或肌萎缩侧索硬化。领导这项研究的 UNIGE 医学院微生物学和分子医学系教授 Martine Collart 解释说:“我们已经知道,蛋白质的制造速度会根据需要而变化:有时快,有时非常慢。” .“然而,我们还不知道如何控制这种机制。”

核糖体分析

为了理解这个过程,科学家们使用了一种非常创新但仍然不为人所知的技术:核糖体分析。“这种方法可以确定细胞中特定时刻核糖体的位置,”Martine Collart 实验室的研究员兼医学院“BioCode:RNA 到蛋白质”核心设施负责人 Olesya Panasenko 解释说,谁专门研究这种技术。“它包括在特定时刻降解所有不受核糖体保护的 RNA,只保留核糖体保护片段 (RPF)。然后我们对这些 RPF 进行测序,以确定 mRNA 上有多少核糖体,以及在哪个位置,在那个特定的时刻。这表明翻译的速度和效率。”

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