Nature子刊：定位人类基因组的非常规翻译
蛋白质翻译一直是科学家们重点研究的生物学过程。目前人们对翻译过程的常规机制已经有所了解，不过实际上蛋白的合成方式并不只有一种。
Arizona州立大学的研究人员，首次在全基因组范围内研究了不依赖帽子结构的翻译机制，鉴定了在这一机制中作为翻译增强元件(TEE)的mRNA序列，这些序列位于编码区的上游，负责将核糖体招募到翻译起始位点。这项研究发表在本期的Nature Methods杂志上。
真核细胞的绝大多数蛋白合成，是依赖帽子结构的。在这种常规翻译机制中，核糖体沿着单链mRNA移动，并读取密码子。不过在此之前，核糖体得先结合mRNA的 5'端帽子结构。
有时核糖体不需要先结合5'端的帽子结构，就可以开始读取mRNA上的信息，这一机制被称为不依赖帽子结构的翻译。当真核细胞进行有丝分裂和凋亡时，就会出现这样的翻译形式。此外，许多病毒也利用不依赖帽子结构的翻译，使宿主的核糖体优先翻译病毒的转录本。迄今为止，人们对上述翻译机制还并不了解。
第一作者Brian P. Wellensiek及其同事设计了一个体外筛选策略，来研究不依赖帽子结构的翻译，鉴定这一机制中负责起始翻译的序列，并对这些序列的功能进行验证。
文章的资深作者John Chaput解释道，之前研究不依赖帽子结构的翻译，大多使用源自病毒的RNA片段。“这些RNA分子可以通过折叠，模拟一些真核翻译中的起始因子，”他说。近来，人们在细胞中也发现了类似的RNA分子，只不过这些RNA序列较短，其作用方式也与病毒RNA不同。
为了在整个基因组范围内鉴定上述RNA序列，研究人员先将基因组切割成为约200bp的随机片段，构建了整个人类基因组的DNA文库，并对这些序列进行了转录。他们采用了mRNA展示技术，使成功转录的氨基酸序列仍结合在mRNA片段上。在此基础上，研究人员筛选得到了翻译增强元件，并发现这些元件聚集在基因组的非编码区域。
随后，研究人员将上述翻译增强元件，插入到一个带有发夹结构的载体。“如果核糖体与5'端帽子结构结合，就会遇到发夹结构而失效。如果核糖体跳过发夹结构，识别并翻译了后面的序列，就意味着该序列可以作为内源性的核糖体起始位点。”Chaput解释道。由此，研究人员进一步认识了不依赖帽子结构的翻译，在基因组范围内定位了该机制的起始序列。
这项研究可以帮助人们进一步理解翻译的基础机制，同时也为生物医学研究领域带来了重要启示。因为许多病毒都通过不依赖帽子结构的翻译，来劫持细胞的翻译机制，使其优先翻译病毒的蛋白。
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