當(dāng)人體的一切運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)，這是因?yàn)榇罅啃潞铣傻牡鞍渍郫B成正確的結(jié)構(gòu)和在正確的時(shí)間被轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)的正確位點(diǎn)上。相反地，很多人類**---比如癌癥和神經(jīng)退行性**---之所以會(huì)發(fā)生是因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程的某些方面發(fā)生差錯(cuò)。
理解觸發(fā)這個(gè)過(guò)程的機(jī)制在設(shè)計(jì)越來(lái)越有效的**和療法用于**這些**中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。如今，在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)斯坦福大學(xué)的研究人員在對(duì)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)的眾多基本機(jī)制中的一種機(jī)制獲得新的深入認(rèn)識(shí)后，有望改寫教科書。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2016年8月11日那期Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Cotranslational signal-independent SRP preloading during membrane targeting”。
當(dāng)mRNA運(yùn)送指令和命令到核糖體上時(shí)，蛋白的旅程就開始了。核糖體讀取編碼在mRNA上的信息---mRNA本身就是通過(guò)轉(zhuǎn)錄人DNA中的基因而產(chǎn)生的---和產(chǎn)生特定的蛋白。下一步就是事情變得有趣的地方。
二十世紀(jì)七十年代早期的研究已揭示出很多新合成的蛋白的**部分是讓核糖體將這種新生蛋白送到另一個(gè)被稱作內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的信號(hào)肽。這一關(guān)鍵的認(rèn)識(shí)是被評(píng)為1999年諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的基礎(chǔ)。一種“信號(hào)識(shí)別顆粒（signal recognition particle, SPR）”附著到這種信號(hào)肽上，從而協(xié)助護(hù)送它到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；SPR也會(huì)暫時(shí)地阻止蛋白產(chǎn)生，一旦它到達(dá)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)時(shí)，核糖體就會(huì)反彈回去，而SPR會(huì)繼續(xù)向前移動(dòng)。
論文通信作者、斯坦福大學(xué)生物學(xué)教授和遺傳學(xué)教授Judith Frydman說(shuō)，“我們的數(shù)據(jù)支持SPR發(fā)揮的作用，但是我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不支持這種蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)模型（即經(jīng)典模型）。這就是這項(xiàng)研究如此迷人的地方。我們發(fā)現(xiàn)SPR事實(shí)上通過(guò)一種非常不同的和完全意料之外的機(jī)制發(fā)揮作用?！?
利用允許在比之前更高的分辨率下觀察這種機(jī)制的現(xiàn)代技術(shù)和儀器，F(xiàn)rydman和她的同事們發(fā)現(xiàn)在開始產(chǎn)生蛋白之前，mRNA事實(shí)上含有少量被SRP識(shí)別的信息，而且SPR事實(shí)上在蛋白出現(xiàn)之前就在核糖體的排出位點(diǎn)（exit site）上等待著。
研究人員也發(fā)現(xiàn)并不像之前所認(rèn)為的那樣，SPR一點(diǎn)也不能夠阻止蛋白產(chǎn)生。
Frydman說(shuō)，這兩項(xiàng)發(fā)現(xiàn)是非常重要的和有趣的，這是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)合成的蛋白何時(shí)和如何到達(dá)細(xì)胞膜會(huì)產(chǎn)生可怕的后果。
Frydman說(shuō)，非常重要的過(guò)程依賴于蛋白**地到達(dá)目標(biāo)位點(diǎn)，和細(xì)胞需要忠實(shí)地分泌蛋白。如果一種特定的蛋白停留在細(xì)胞質(zhì)中，那么它可能聚集在一起，導(dǎo)致健康功能的喪失或者意外獲得不健康的功能。這些功能的獲得或丟失是囊性纖維化、癌癥和阿爾茨海默病等很多**的典型特征。
Frydman說(shuō)，“很多在**上比較重要的蛋白在很大程度上能夠通過(guò)將它們靶向這種分泌途徑而加以制造。但是它們目前也是依賴這種經(jīng)典模型進(jìn)行設(shè)計(jì)的。更好地理解這個(gè)過(guò)程可能真正地改善設(shè)計(jì)新**的過(guò)程?！?
