研究发现人类基因表达新机制
一项新研究有可能会改变科学家们对于人类蛋白质生成过程的认识。来自芝加哥大学的研究人员发现单基因可以借由同一条信使RNA序列，编码生成两种不同的蛋白质。他们的研究结果在线发布在7月3日的《细胞》(Cell)杂志上，阐明了从前未知的一种人类基因表达机制，并为开发出新的治疗策略来对抗迄今无法治愈的神经系统疾病开启了大门。
该研究的领导者、芝加哥大学神经科教授及主任Christopher Gomez 博士说：“这是第一个例子表明，在高等生物中一个基因借助于一种机制，由同一mRNA转录物同时生成了两种蛋白质。它代表了我们对基因最终编码蛋白质机制认识的转变。”
人类基因组包含了与线虫相似数量的蛋白质编码基因，大约为2万个。生物复杂性和基因数量之间的不一致性，部分程度上可以通过这一事实进行解释：个别基因通过生成不同的信使RNA(mRNA)，编码了多种蛋白质变异体。
当Gomez和他的研究小组对脊髓小脑性共济失调6型(SCA6)进行研究时，发现了基因表达过程中一个新的复杂层面。SCA6是一种神经退行性季疾病，可导致患者逐渐丧失肌肉协调能力，最终患者不能说话，也无法行走。人类遗传研究将其病因确定为CACNA1A基因突变，其导致生成了多余的谷酰胺。CACNA1A基因编码了一种对于神经细胞功能至关重要的钙通道蛋白。
然而，尽管已经了解这一基因、其突变和功能异常，但当科学家们试图查明疾病的生物学机制却无所收获。突变钙通道蛋白看起来仍然在正常发挥功能。
Gomez和研究小组怀疑有其他的因素在起作用，转而将焦点放到了知之甚少的、CACNA1A钙通道蛋白的自由浮动碎片——α1ACT上，众所周知在SCA6细胞中其可以导致多余的谷酰胺。研究人员首先调查了它的起源，令他们感到惊讶的是，他们发现α1ACT是由CACNA1A钙通道的同一mRNA序列生成。
第一次，他们证实了一个人类基因，编码一条mRNA链，生成了两种独立的、结构上不同的蛋白质。发生这种情况是由于mRNA中存在一段特殊的序列，称作为内部核糖体进入位点(IRES)。通常情况下，IRES存在于mRNA序列的起始，而这一IRES位点位于mRNA序列的中部，为核糖体提供了第二位点，启动了蛋白质生成过程。
在功能研究中，Gomez和研究小组发现α1ACT充当了一个转录因子，促进了特殊脑细胞的生长。重要的是，突变α1ACT似乎对培养皿中的神经细胞有毒性作用，在动物模型中引起了SCA6样症状。
研究小组希望发现其他具有相似IRES的人类基因例子，以更好地了解这一类新的“双功能”基因对于我们基础生物学的意义。现在，他们正专注于利用研究发现来帮助SCA6患者，并致力于寻找沉默突变α1ACT的方法。
Gomez 说“我们在探究疾病病因的过程中发现了这一遗传现象，为开发出临床前工具治疗这一疾病提供了一种有潜力的策略。如果我们能够靶向这一IRES，抑制SCA6中突变α1ACT生成，我们或许能够阻止这一疾病的进程。”
