近日來自美國耶什華大學愛因斯坦醫(yī)學院的研究人員首次發(fā)現(xiàn)了細胞調(diào)控信使RNA(mRNA)衰減的分子機制，這一研究發(fā)現(xiàn)或可幫助找到調(diào)控細胞分裂的相關(guān)策略，并基于此逆轉(zhuǎn)癌細胞的細胞分裂失控。相關(guān)研究論文在線發(fā)表在12月23日的《細胞》（Cell）雜志上。

“我們研究的這些mRNA分子的命運類似于一出希臘悲劇，”文章的資深作者、愛因斯坦解剖學和結(jié)構(gòu)生物學系教授及聯(lián)合主席、格魯斯理柏生物光子學中心(Gruss-Lipper  Biophotonics  Center)聯(lián)合負責人Robert  Singer博士說：“它們生命長短在誕生的那一刻就已經(jīng)被注定?！痹谛卵芯恐?，Singer博士利用先進的顯微鏡技術(shù)首次在單個酵母細胞中對mRNA單分子進行了實時觀測。

基因是能夠自我復制、永遠保存的單位，它的生理功能是以蛋白質(zhì)的形式表達出來的。DNA核苷酸序列是遺傳信息的儲存者。根據(jù)經(jīng)典的中心法則（Central dogma），DNA通過自主復制得以永存，通過轉(zhuǎn)錄生成mRNA，進而翻譯成蛋白質(zhì)的過程來控制生命現(xiàn)象，即貯存在DNA中的遺傳信息通過轉(zhuǎn)錄、翻譯成為蛋白質(zhì)，體現(xiàn)為豐富多彩的生物界。因而在遺傳信息的傳遞過程中，mRNA分子充當?shù)氖堑鞍踪|(zhì)合成模板的作用。長期以來科學家們都質(zhì)疑當細胞中的蛋白質(zhì)聚焦達到有害水平時，是否存在某種機制通過降解mRNA來實時調(diào)控蛋白質(zhì)水平?！拔覀冎皇遣聹y在此時細胞通過某種未知的機制摧毀了它的mRNA，然而長期以來卻無人知曉這一過程是如何發(fā)生的，”Singer博士說。

為了探究這一機制，Singer博士和同事們將研究焦點放在了細胞周期調(diào)控基因SWI5和CLB2上面。過去的研究表明為了精確調(diào)控細胞周期，SWI5 和CLB2基因編碼蛋白水平必須受到精密地調(diào)控，這表明SWI5 和CLB2基因編碼生成的mRNAs是研究降解機制最理想的mRNA候選分子。在新研究中，研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)這些mRNAs事實上攜帶著與生俱來的 “自毀定時器”。

在基因的轉(zhuǎn)錄過程中，基因上的啟動子通常發(fā)揮著基因開關(guān)的作用啟動DNA轉(zhuǎn)錄生成mRNA。研究人員發(fā)現(xiàn)SWI5 和 CLB2基因啟動子區(qū)域還具有其他的功能：它們將一種稱為Dbf2p的蛋白招募到了正在合成的mRNA分子上。

這些SWI5 和 CLB2基因轉(zhuǎn)錄生成的mRNAs分子攜帶著Dbf2p蛋白從細胞核移位到細胞質(zhì)。在細胞質(zhì)中，Dbf20p蛋白與mRNA分子上的Dbf2p相結(jié)合，兩種蛋白一同啟動了mRNAs分子的急劇衰減。

“我們的研究結(jié)果表明，這些基因編碼蛋白水平之所以能受到嚴格調(diào)控是因為早在mRNA生成之時，基因即通過啟動子區(qū)域決定了這些mRNA分子的命運，”Singer.博士說：“這些啟動子區(qū)域利用Dbf2p蛋白標記新生成的mRNA，這一從mRNA生成至最終衰減過程中粘附在mRNA上的蛋白可最終對終止蛋白合成的信號作出反應(yīng)，從而導致mRNA毀滅?！?SPAN lang=EN-US>

雖然目前這些研究發(fā)現(xiàn)是在酵母細胞中獲得的，Singer表示相信在人類細胞中也存在相似的mRNA衰減機制，并可利用這一機制來防治癌癥?！耙坏┠惬@得細胞周期和細胞分裂調(diào)控機制的深刻理解，你就能夠找到控制癌細胞分裂失控的方法，由此制定出靶向性的治療策略，”Singer博士說。