德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的分子生物學(xué)家們解開(kāi)了雙鏈RNA在正常狀態(tài)以及疾病狀態(tài)細(xì)胞中重塑機(jī)制其中的一個(gè)秘密。這一發(fā)現(xiàn)有可能對(duì)治療癌癥和人體內(nèi)的病毒產(chǎn)生重要影響。

這項(xiàng)發(fā)布在本周《自然》（Nature）雜志上的研究發(fā)現(xiàn)在所有生命形式中存在一種古老的酶——DEAD-box蛋白充當(dāng)了重復(fù)利用的“納米活塞”（nanopistons）。它們利用化學(xué)能加壓并撬開(kāi)RNA鏈，從而使其形成新的結(jié)構(gòu)。

“如果你想將燃料能源與機(jī)械能結(jié)合驅(qū)動(dòng)鏈分離，這是一個(gè)非常靈活的機(jī)制，”文章的共同作者、細(xì)胞和分子生物學(xué)研究所所長(zhǎng)、自然科學(xué)學(xué)院分子生物學(xué)系主任Alan Lambowitz說(shuō)。

在所有細(xì)胞生物體中，RNA對(duì)將遺傳信息翻譯合成蛋白質(zhì)起至關(guān)重要的作用。DEAD-box蛋白是稱(chēng)作“RNA解螺旋酶”的最大的家族。

凱斯西儲(chǔ)大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)教授Eckhard Jankowsky說(shuō)：“人們知道這些酶并不像常規(guī)的解旋酶一樣發(fā)揮功能已有一段時(shí)間。新論文提供了重要的信息解析了解鏈反應(yīng)運(yùn)行的機(jī)制。它標(biāo)志著朝著理解RNA生物學(xué)中許多步驟的分子機(jī)制邁出了重要的一步。”

Lambowitz說(shuō)當(dāng)他實(shí)驗(yàn)室的博士后研究人員Anna Mallam猜測(cè)出DEAD-box組合發(fā)揮功能時(shí)，便獲得了基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí)。他們發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)上的一個(gè)區(qū)域結(jié)合到了作為能量來(lái)源的ATP分子上，另一個(gè)區(qū)域則結(jié)合到了雙鏈RNA上。

Mallam說(shuō)：“一旦第二結(jié)構(gòu)域鎖定到RNA上，且第一結(jié)構(gòu)域抓住了它的ATP，‘活塞’就會(huì)落下。它具有一個(gè)銳利邊緣在兩鏈之間猛沖，抓住一條鏈，使之彎曲讓道。

Lambowitz、Mallam和他們的同事在酵母的DEAD-box蛋白Mss116p中揭示了這一機(jī)制。這一機(jī)制對(duì)于整個(gè)蛋白質(zhì)家族幾乎肯定普遍適用的，因此對(duì)于生命的所有區(qū)域也是如此。

Lambowitz說(shuō)：“我們知道每個(gè)DEAD-box蛋白都具有相同的結(jié)構(gòu)。它們大概都采用了相同的機(jī)制?！?/SPAN>

Lambowitz說(shuō)Mss116p蛋白作為一個(gè)普遍的重塑裝置尤其有用因?yàn)樗鼈兡軌蚪Y(jié)合到所有RNA上。

他說(shuō)：“它識(shí)別雙鏈RNA的幾何形狀。它不在意序列，也不在意特異RNA分子的功能。它只是看著它，結(jié)合它，并因?yàn)檫@一原因能夠被整合到許多不同的細(xì)胞過(guò)程中?！?/SPAN>

DEAD-box蛋白的這種靈活性對(duì)于正常細(xì)胞的功能至關(guān)重要，細(xì)胞依賴(lài)于一系列RNA分子開(kāi)展包括蛋白質(zhì)合成在內(nèi)的基本細(xì)胞過(guò)程。

它也常在癌癥和感染中受到劫持，DEAD-box蛋白的過(guò)量表達(dá)有可能幫助驅(qū)動(dòng)了失控的細(xì)胞增殖，而細(xì)菌、真菌和病毒等引起的感染則需依賴(lài)特異的DEAD-box蛋白進(jìn)行傳播。

Lambowitz說(shuō)：“這是一個(gè)基礎(chǔ)科學(xué)。其重要意義在于從根本上了解了這一機(jī)制是如何運(yùn)作的。當(dāng)你在正常細(xì)胞過(guò)程和疾病進(jìn)程中了解DEAD-box蛋白如何起作用時(shí)，你完全可以開(kāi)始考慮它們?cè)谌绨┌Y和病毒等事物中有可能是如何被靶向的?！?/SPAN>

“你甚至可以設(shè)想，在遙遠(yuǎn)的未來(lái)，它們?nèi)绾伪徽系饺斯ぜ{米機(jī)器中，用于細(xì)胞內(nèi)外的開(kāi)關(guān)和其他機(jī)械設(shè)備，”Lambowitz說(shuō)。