利用強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，來(lái)自約翰霍普金斯大學(xué)的研究人員闡明了一種蛋白阻止缺陷遺傳物質(zhì)擾亂細(xì)胞運(yùn)作的機(jī)制。這種稱作為Dom34的蛋白似乎在蛋白質(zhì)制造工廠——核糖體陷入遵從缺陷遺傳指令的困境時(shí)“拯救”了它。這一研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在近期的《細(xì)胞》（Cell）雜志上。

約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子生物學(xué)與遺傳學(xué)系教授、霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員Rachel Green博士說(shuō)：“我們已經(jīng)知道結(jié)合Dom34可使得核糖體脫離mRNAs，由此宣告‘一切結(jié)束’。沒(méi)有它，動(dòng)物無(wú)法存活。在這項(xiàng)研究中，我們看到了這一蛋白在現(xiàn)實(shí)生活中的行為，它只在核糖體處于一種非常特殊的危險(xiǎn)時(shí)刻時(shí)才會(huì)撲過(guò)去。”

核糖體利用mRNA長(zhǎng)鏈分子上的遺傳指令來(lái)生成細(xì)胞執(zhí)行功能所需的蛋白質(zhì)。通常，核糖體沿著mRNA鏈移動(dòng)，隨之生成蛋白質(zhì)，直至它們?cè)庥龅椒Q作為終止密碼子的遺傳序列。在那一時(shí)刻，蛋白質(zhì)合成完成，專門的回收蛋白幫助核糖體脫離RNA，分解成碎片。

之后這些碎片在一條不同的RNA上再次聚合，重新開(kāi)啟這一過(guò)程。Green早先的Dom34研究工作表明，這一蛋白有可能是介入到終止密碼子的回收蛋白之一。

為了看看情況是否確實(shí)如此，Green利用了加州大學(xué)舊金山分校開(kāi)發(fā)的一種方法來(lái)分析核糖體的“印跡”。2009年，科學(xué)家們報(bào)告稱他們碾碎酵母，溶解了在那一時(shí)刻核糖體內(nèi)所有不受保護(hù)的RNA。他們隨后取得剩余的RNA片段，分析了它們的遺傳組成。再將序列數(shù)據(jù)與mRNA相匹配，由此研究人員獲得了在特定時(shí)刻實(shí)時(shí)翻譯為蛋白質(zhì)的確切RNA以及基因圖像。

Green和博士后研究人員Nick Guydosh采用了這種方法來(lái)了解Dom34承擔(dān)的職責(zé)。Guydosh編寫了一個(gè)計(jì)算機(jī)程序來(lái)比較有無(wú)功能性Dom34基因的酵母的印跡數(shù)據(jù)。隨后這一程序確定了缺失Dom34細(xì)胞中的核糖體往往會(huì)停頓在信使RNAs的什么位置。Guydosh說(shuō)，在正常細(xì)胞中Dom34就是在這些位點(diǎn)拯救了核糖體。

“許多‘交通堵塞’都有一個(gè)共同點(diǎn)，就是RNA缺乏讓核糖體正常再利用的終止密碼子，”他說(shuō)。例如一些問(wèn)題mRNA不完整，這是一種常見(jiàn)事件，因?yàn)榍袛?/span>mRNAs是細(xì)胞調(diào)控蛋白質(zhì)生成量的一種方式。

換句話說(shuō)，RNA有終止密碼子，但卻有奇怪和意想不到的事情發(fā)生：核糖體經(jīng)過(guò)終止密碼子，繼續(xù)進(jìn)入到?jīng)]有蛋白質(zhì)生成指令的無(wú)人區(qū)。Guydosh 說(shuō)：“至少在一段時(shí)間內(nèi)，核糖體繼續(xù)移動(dòng)卻沒(méi)有停止合成蛋白。據(jù)我們所知，這種‘搜索’活性前所未見(jiàn)——這是一個(gè)大的驚喜。”

Green說(shuō)：“這些結(jié)果向我們表明了我們?yōu)槭裁葱枰?/span>Dom34才能生存下去：它是唯一能夠拯救困在RNAs上的核糖體的蛋白。沒(méi)有它，細(xì)胞最終會(huì)耗盡它們合成蛋白質(zhì)所需的核糖體。”