來自凱斯西儲大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了，原本認(rèn)為是根本不同的蛋白質(zhì)之間意想不到的一些相似之處。這項(xiàng)研究發(fā)表在近期的《自然》（Nature）雜志上。

該研究小組研究了對于基因表達(dá)至關(guān)重要的一個過程：蛋白質(zhì)與RNA結(jié)合的機(jī)制。眾所周知，某些蛋白質(zhì)只能結(jié)合具有特定序列的RNAs。而另一些蛋白質(zhì)則被認(rèn)為是“非特異性的”，因?yàn)樗鼈冊诳此齐S機(jī)的位點(diǎn)與RNAs發(fā)生相互作用。然而在Nature新文章中，凱斯西儲大學(xué)研究小組證實(shí)，非特異性蛋白事實(shí)上能夠明確它們結(jié)合RNA的位置——找到并結(jié)合特定的核苷酸序列。

論文的共同資深作者、凱斯西儲大學(xué)醫(yī)學(xué)院RNA分子生物學(xué)中心教授Eckhard Jankowsky說：“看來似乎并沒有特異性蛋白和非特異性蛋白之分；實(shí)質(zhì)上，它們都是特異性的。它們只是以不同的方式利用了它們的特異性。我們的研究結(jié)果增進(jìn)了對于蛋白質(zhì)和核酸控制基因表達(dá)機(jī)制的了解，促成了對于在癌癥、病毒感染和其他疾病中這種控制喪失或改變機(jī)制的一些新認(rèn)識?！?SPAN lang=EN-US>

該研究小組開發(fā)了一種新方法來檢測蛋白質(zhì)與成千上萬不同RNA分子的結(jié)合，他們將這種方法命名為High Throughput Sequencing Kinetics (HITS-KIN)。這一方法適應(yīng)于許多的生物學(xué)領(lǐng)域，使得研究人員能夠?qū)?SPAN lang=EN-US>DNA或RNA的蛋白質(zhì)結(jié)合位點(diǎn)上大量的突變進(jìn)行快速地分析。利用HITS-KIN，科學(xué)家們可在數(shù)天內(nèi)完成過去需要幾年時間才能做完的實(shí)驗(yàn)。

“通過結(jié)合傳統(tǒng)的生化方法和新一代測序技術(shù)，現(xiàn)在我們能夠一次實(shí)驗(yàn)分析上千上萬種不同的RNAs，而此前我們只能局限地一次分析一種RNA分子，”論文的共同資深作者、凱斯西儲大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)副教授Michael E. Harris博士說。

DNA和結(jié)合蛋白互作缺陷是許多人類疾病，包括癌癥和神經(jīng)退行性疾病的基礎(chǔ)。了解分子的互作機(jī)制是朝著開發(fā)出人類疾病治療新策略邁出的重要一步。

“這些新研究發(fā)現(xiàn)為針對在缺乏特異識別序列的位點(diǎn)與DNA和RNA結(jié)合的這類蛋白，設(shè)計出靶向藥物指明了一些新方向。過去，我們并不知道這些蛋白質(zhì)是如何識別結(jié)合DNA或RNA的位置的，這妨礙了設(shè)計靶向這種活性的藥物。該研究還表明，新一代測序技術(shù)可以加深我們對于這些蛋白質(zhì)以及它們控制細(xì)胞內(nèi)部運(yùn)作機(jī)制的理解，”國立衛(wèi)生研究院下屬國家綜合醫(yī)學(xué)研究所Oleg Barski博士說。

Jankowsky和Harris利用HITS-KIN分析了了大量不同的RNAs與一種特殊蛋白質(zhì)的結(jié)合緊密程度。研究人員發(fā)現(xiàn)非特異性蛋白不僅如預(yù)計的那樣以相似的親和力結(jié)合所有的RNA序列，且非特異性蛋白具有與特異性蛋白同樣廣泛的結(jié)合親和性。

作者們認(rèn)為，兩種蛋白質(zhì)或許從根本上沒有不同，而只是利用了它們親和譜的不同部分來使得基因正確表達(dá)。當(dāng)特異性蛋白能夠與一個細(xì)胞許多RNA分子中的首選序列結(jié)合時，該細(xì)胞不會生成非特異性蛋白的首選RNA序列。因此，非特異性蛋白會以與許多不同RNAs相似的親和力來結(jié)合可利用的RNAs。

“基本上，每種蛋白質(zhì)都具有結(jié)合偏好。非特異性蛋白質(zhì)只能夠結(jié)合到那些提供給它們的序列上，而特異性蛋白則能夠結(jié)合它們的‘第一選擇’序列，”Jankowsky說。