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华裔女学者Nature发现RNA居然能“助动”

2012.12.12

  来自加州理工学院,伊利诺斯大学的研究人员发现了RNA的又一重要功能:帮助协调大规模蛋白运动,具体来说,就是作为分子支架,协调大规模蛋白运动,帮助某些复杂细胞进程中不同因子之间的交换,以及分子事件的精确定时。这为RNA在生物机体中众多功能的列表上又添加了一项。相关成果公布在Nature杂志上。

  文章的通讯作者是加州理工学院的单舒鸥(Shu-ou Shan,音译)博士,其主要研究方向是化学与生物学的交叉学科,希望能利用生物化学和生物物理学的原理解析生物过程。参与这项研究的还有来自伊利诺斯大学厄尔本纳-香槟分校分校的一位知名研究员:Taekjip Ha教授,他曾在生物物理研究技术方面获得了许多重要的成果,是一位多产的学者。

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  对于生物机体来说,大约有三分之一的蛋白最初的目的地都是真核细胞的内质网,或者细菌的质膜。这些蛋白如果要准确的定位,需要通过一种通常具有保守性的蛋白靶向机器:信号识别蛋白(signal recognition particle,SRP),这种作用机制能通过SRP受体之间的相互作用,识别出携带有信号序列的核糖体,并将它们运送到靶标细胞膜的蛋白移位机器(protein-translocation machinery)上。

  研究证明SRP是一种古老的核糖核蛋白,包含有一条SRP RNA,这一RNA是SRP行使功能必不可少的组成元件,然而至今,科学家们仍然还不清楚这个RNA的具体作用。

  在这篇文章中,研究人员利用单分子荧光显微技术,解析了大肠杆菌SRP-SRP受体GTP酶复合物,发现这一复合物最初是在SRP RNA四环末端进行的组装,然后移动了大约100 Å,到达这一RNA链的末端,在这里GTP发生了快速水解。

  这种移动受到翻译核糖体的负调控,在后一阶段则受到SecYEG移位的正调控,这表明为了要确保核糖体位置上的精确移位,以及靶标之间的交流,生物机体发展了一种颇为引人注目的作用机制,用以保证时间和空间上的精确性。

  这项研究解析了从信号识别蛋白到SecYEG通道(处理蛋白向内质网中的转位过程)的一个作用机制,表明大型RNA可以作为分子的支架,协调大规模蛋白运动,帮助某些复杂细胞进程中不同因子之间的交换,以及分子事件的精确定时。这个概念还可以扩展到其他核糖核蛋白复合物中的类似现象。

  这也就是说,除了传递遗传信息,调控基因表达以外,RNA还可以帮助蛋白运动,可见这个特殊结构在生物机体中扮演了可谓丰富多彩的作用功能。

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