年轻蛋白质让核糖核酸展现活力

2010-10-15 16:31 来源: 中国科学院
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  据美国物理学家组织网10月14日(北京时间)报道,耶鲁大学和韦恩州立大学的科学研究显示,一种复杂的RNA(核糖核酸)与蛋白质共同作用,在蛋白质的帮助下能经过整形,重新塑造成合适的形状。这些存在已久的古老RNA通过不断进化,在年轻的蛋白质中寻找合适的搭档,辅助自己完成功能使命。这项研究发表在10月13日的《自然》杂志网络版上。

  科学家曾经认为,绝大部分细胞活动都是由蛋白质控制着,然而近几年的研究发现,多种RNA分子也在大量生物活动中扮演重要角色。这项研究针对的是一种比较大的、具有催化作用的特殊RNA,也就是目前已知的Ⅱ组内含子(group Ⅱ introns)。Ⅱ组内含子源于原生生物、真菌、藻类、植物细胞器以及细菌和古细菌基因组中,具有自我剪接功能,许多Ⅱ组内含子的剪接反应需由蛋白质辅助才能完成。

  研究论文介绍了Ⅱ组内含子的作用过程以及形态和功能之间的关系,并指出在帮助Ⅱ组内含子和其他RNA形成最佳造型的过程中,酵母菌蛋白质Mss116发挥了重要作用。

  论文作者之一、霍华德·休斯医学研究院的研究员安娜·玛莉·派尔教授说,这种Ⅱ组内含子RNA和Mss116蛋白质之间的互相反应很有趣:一个早已存在的古老RNA分子,经过漫长的等待以期遇到合适它的蛋白质搭档,在这个等待过程中它自身也在逐渐进化,变得能跟更加“现代派”的年轻蛋白质合作,从而完成调控自身活性的过程。

  早期的教科书认为RNA只是一种简单的化学媒介,在DNA(脱氧核糖核酸)指令和蛋白质合成之间充当信使。但在人类的30亿个基因编码中,只有2%是蛋白质合成基因,而多种多样的RNA则隐藏着其余大部分基因的重组、激活或关闭的秘密。

  派尔说,理解RNA的折叠过程非常关键,对我们掌握那些只有一条RNA染色体的病毒的感染过程很有帮助,比如C型肝炎或西尼罗河病毒。在生物体中,RNA的作用远比我们5年前认为的重要得多,需要进一步研究它们的结构和作用机制。