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“雙向運輸”讓蛋白到達(dá)其位避免疾病
2013-11-29 閱讀(426)
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，mRNA能夠沿著細(xì)胞單向傳送，然后登上另一個被恰當(dāng)命名的馬達(dá)蛋白，以相反的方向到達(dá)其zui終需要去的地方。佐治亞健康科學(xué)大學(xué)佐治亞醫(yī)學(xué)院（MCG）的細(xì)胞生物學(xué)家Graydon B. Gonsalvez博士是本文的通訊作者，他稱，這是一次相當(dāng)重要的行程，因為mRNA決定著一個細(xì)胞中哪個蛋白發(fā)生表達(dá)，能將一個腦細(xì)胞與肌肉細(xì)胞區(qū)分開來。“過去一直認(rèn)為是這樣一個相對簡單的場景：如果細(xì)胞內(nèi)一個貨物需要運到這里，它只在一個軌道上朝那個方向走。”
但是，MCG和劍橋大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，就像在一條備用的州際公路上駕車旅行的人一樣，mRNA需要靈活機(jī)動性，來躲避周圍路上可能存在的許多障礙，zui終到達(dá)正確的位置。Gonsalvez說：“具有反道而行的能力，這一點對于它們zui終到達(dá)需要去的地方非常重要。”位置真的就是一切，因為蛋白為了能夠正確地運行，需要在一個特定的位置上進(jìn)行表達(dá)。
而太多錯誤的引導(dǎo)與生命是不相適應(yīng)的，有少量是好的甚至可能是正常的。但是，在中間的水平上，對健康產(chǎn)生的影響，可能包括老人癡呆癥、癌癥、多發(fā)性硬化癥和X染色體易碎癥，這能產(chǎn)生輕微到嚴(yán)重的智力損傷，同樣也會產(chǎn)生物理特征例如扁平足和瘦長臉。Gonsalvez說：“大多數(shù)的人類疾病不是來自一個過程的喪失，而是過程的損害。”
科學(xué)家們對雙向能力表示懷疑，因為他們能在細(xì)胞中看到，兩個馬達(dá)蛋白以相反的方向并排停放。當(dāng)他們移除當(dāng)時閑置的、能夠朝相反方向運動的馬達(dá)蛋白時，已經(jīng)在途中的貨物mRNA的傳送或定位受到損害。
Gonsalvez說：“我們看到的是，有很多東西能夠顛倒軌道。如果它們僅僅能夠以一個方向運動，它們會無意中撞到什么東西，就像一個迷路的細(xì)胞器一樣，會遇到困難。”
一直以來人們認(rèn)為，馬達(dá)蛋白將mRNA從細(xì)胞骨架上舉起或卸下，主要起到一個細(xì)胞內(nèi)部巷道的功能。zui近，Gonsalvez收到來自國立衛(wèi)生研究院（NIH）140萬美元的基金資助，填補(bǔ)這個細(xì)胞內(nèi)行程的其它重要的知識缺口，例如馬達(dá)蛋白如何知道運送哪個mRNA，因為并不是所有的mRNA都需要被定位。
他把路徑系統(tǒng)比作一個郵政編碼，認(rèn)為蛋白是再確認(rèn)密碼，但是在這個例子中，蛋白結(jié)合到mRNA上，為了能夠行進(jìn)而使其衰退。他說：“有些東西告訴細(xì)胞，這個信使是不同的。”例如，在X染色體易碎癥情況下，他懷疑一個或多個應(yīng)該結(jié)合到mRNA上的蛋白失蹤了，因此細(xì)胞不能告訴信使其需要運動到哪里去。
Gonsalvez想回答的另外一個問題是，既然馬達(dá)蛋白不直接結(jié)合到mRNA上，那么mRNA是如何抓住它的。他說：“這些都不是簡單的問題，但應(yīng)該想到的是，一旦我們知道答案，我們就能知道這是為什么，當(dāng)你在這個過程中出現(xiàn)一個缺陷，你就將具有一種疾病病理學(xué)
他指出，mRNA的運輸終生都在發(fā)生，然而蛋白具有有限的壽命，因此不能被時常地替換。他的研究模型是相對簡單的果蠅，在果蠅中采用可利用的技術(shù)，有選擇的敲除特定細(xì)胞內(nèi)的馬達(dá)蛋白。
