生命的建筑师:科学家破译mRNA的秘密蓝图

360影视 2024-12-23 08:06 4

摘要:信使 RNA (mRNA) 是蛋白质生产的蓝图,某些化学修饰(如 m6A)可作为调控“注释”来控制降解等过程。维尔茨堡大学的研究人员发现,m6A 可触发快速有效的 mRNA 降解,这为开发用于微调蛋白质生产的药物提供了帮助。

信使 RNA (mRNA) 是蛋白质生产的蓝图,某些化学修饰(如 m6A)可作为调控“注释”来控制降解等过程。维尔茨堡大学的研究人员发现,m6A 可触发快速有效的 mRNA 降解,这为开发用于微调蛋白质生产的药物提供了帮助。

研究人员发现,mRNA 修饰 m6A 会引发快速降解,从而调节蛋白质生成。这一突破可能为治疗蛋白质相关疾病的药物开发提供参考。

信使核糖核酸 (mRNA) 就像我们身体的建筑师。它们携带构建蛋白质的精确蓝图,这些蛋白质由它们的细胞伙伴核糖体读取和组装。蛋白质对我们的生存至关重要,因为它们调节细胞分裂、增强免疫系统并使我们的细胞能够抵御外部威胁。

就像现实世界中的构造一样,一些细胞蓝图需要额外的指令——例如当需要快速生产蛋白质或需要纠正有缺陷的设计时。在我们的身体中,RNA修饰发挥了这一作用。这些微小的化学变化就像详细的注释一样,为 mRNA 的特定部分提供额外的指导,以实现最佳的蛋白质生产。

德国巴伐利亚州维尔茨堡大学 (JMU)的研究人员目前专注于一种特定的修饰,即 N6-甲基腺苷 (m6A)。

“m6A 对科学来说很有趣,因为这种修饰在患有代谢紊乱、癌症或心脏病的人身上经常发生改变。”生物信息学家 Kathi Zarnack 解释说:“它的功能:当 m6A 附着在 mRNA 上时,一旦根据其所含的蓝图产生第一批蛋白质,它就会触发 mRNA 的降解。这对于蛋白质来说尤其重要,因为蛋白质不能产生太多,因为这会对细胞有害。”

维尔茨堡的研究人员首次发现并观察到了这一降解过程:它将 mRNA 的降解直接与产生的蛋白质结合在一起,并且比之前已知的 mRNA 降解机制更快、更有效。

至关重要的是,这种特殊途径只有当 m6A 存在于 mRNA 的特定区域时才会起作用。通过这种方式,m6A 特别“评论”了参与细胞分化的蛋白质的蓝图——即细胞是否会以神经细胞、肌肉细胞、皮肤细胞或其他形式存在。

控制 m6A 添加到 mRNA 的药物可以利用这一过程。通过特异性抑制 m6A,有可能产生更多具有所需功能的蛋白质 - 反过来,也可以抑制不需要的蛋白质的产生。问题是:到目前为止,科学家很难预测此类药物的效果,因为不知道 m6A 修饰必须位于 mRNA 的哪个区域才能触发降解。“通过我们的研究,我们现在有助于更好地理解和更准确地预测哪些 mRNA 对这些药物特别敏感。”Zarnack 的同事、生物化学家和 RNA 生物学家 Julian König 说。

未来研究人员计划更详细地研究m6A标记的mRNA是如何降解的,例如核糖体如何识别这种修饰,以及如何将m6A靶向的mRNA降解应用于临床。

除了维尔茨堡大学的研究人员外,美因茨分子生物学研究所 (IMB) 和法兰克福歌德大学也参与了这项研究,该研究由德国研究基金会资助,是合作研究中心 TRR 319“RMaP:RNA 修饰和加工”的一部分。

参考文献:“编码区中的 m6A 位点触发翻译依赖性 mRNA 衰减”,作者:You Zhou、Miona Ćorović、Peter Hoch-Kraft、Nathalie Meiser、Mikhail Mesitov、Nadine Körtel、Hannah Back、Isabel S. Naarmann-de Vries、Kritika Katti , Aleš Obrdlík, Anke Busch, Christoph Dieterich, Štěpánka Vaňáčová、Martin Hengesbach、Kathi Zarnack 和 Julian König,2024 年 11 月 21 日,《分子细胞》。DOI:10.1016/j.molcel.2024.10.033

来源:康嘉年華一点号

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