应激细胞如何避免RNA“交通堵塞”RNA–Ribosome Interplay Found Crucial in Stress Response | Technology Networks

环球医讯 / 健康研究来源:www.technologynetworks.com美国 - 英语2025-09-04 15:55:50 - 阅读时长2分钟 - 897字
密歇根大学研究揭示RNA形成应激颗粒的机制及关键mRNA逃逸机制。研究显示上游开放阅读框通过促进核糖体结合,使特定mRNA在细胞应激时维持蛋白合成,这对理解ALS等疾病的应激颗粒异常调控具有重要意义,为相关疾病治疗提供新思路。
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应激细胞如何避免RNA“交通堵塞”

密歇根大学的最新研究揭示了细胞在分子危机中的管理机制。

这项研究由密歇根大学医学院人类遗传学系助理教授Stephanie Moon博士实验室主导。Moon团队长期研究细胞应激反应机制。

在健康细胞中,大多数RNA分子被核糖体覆盖——这些微型"工厂"负责将RNA中的遗传指令转化为细胞功能所需的蛋白质。

当细胞遭遇热应激、毒素或炎症等挑战时,包括蛋白质合成在内的多数细胞过程会暂时关闭以维持生存。核糖体通常在此阶段从RNA上脱离,导致这些未受保护的RNA聚集形成称为"应激颗粒"的团块,作为临时存储场所。

但某些应对压力的mRNA需要持续表达以帮助细胞恢复。Moon形象地比喻:"这些特殊mRNA就像急救车辆驶向高速公路事故现场,能够迅速响应。常规交通(其他mRNA)在危机期间被引导离路(进入颗粒)"。

此前研究对这些关键mRNA是否以及如何避免进入应激颗粒存在分歧:既有观点认为翻译过程能将其排除,也有研究发现这些mRNA能在颗粒内部进行翻译。

发表于《基因与发育》期刊的研究首次证明,这些关键mRNA通过与核糖体相互作用实现逃逸。研究通讯作者Noah Helton团队利用化学抑制剂、单分子成像等技术手段发现:上游开放阅读框(uORFs)通过促进核糖体招募,帮助特定mRNA维持或吸引核糖体结合。

实验显示,移除uORFs会导致核糖体结合丧失,使RNA更易进入应激颗粒。令人意外的是,即便只有一个核糖体附着就能保护mRNA免于颗粒化。

"此前学界认为需要多个核糖体像珠链般排列才能形成保护屏障,"共同作者Benjamin Dodd解释道,"但这项研究证明单个核糖体就足以阻止颗粒形成"。

研究还发现,仅6个核苷酸的改变就能驱使mRNA进入颗粒。这些基础发现为开发维持异常应激反应相关疾病(如ALS、癌症)蛋白质合成的新疗法提供了理论基础。

Helton表示:"我们期待深入探索uORFs与RNA的相互作用机制,阐明单个核糖体如何阻止mRNA形成应激颗粒"。

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