科羅拉多大學的研究人員在Nature雜志上發表文章指出,一個以RNA結構為基礎的信號,能夠跨越不同生命類型數十億年的進化趨異。這一發現改變了人們對生命(細菌和真核生物)起始蛋白質合成的基礎認識。
長期以來,科學家們一直認為細菌和真核生物中的翻譯起始信號是相互排斥的,這篇文章的通訊作者Jeffrey Kieft教授說。他的這項研究顯示,病毒感染真核細胞時使用的翻譯起始結構,也能在細菌中起始蛋白合成。
世界上的生物可以被分成一個三域體系,包括真細菌域、古細菌域和真核生物域。從DNA到RNA再到蛋白質的基因表達中心法則,普遍適用于所有的生物。然而,不同生物域的基因表達存在著根本上的機制差異。
植物、動物和真菌都屬于真核生物,真核細胞擁有一個包裹在膜中的細胞核。但細菌等原核生物不具有這種結構。細菌和真核生物用來起始蛋白質合成的標準分子信號是不能兼容的。不過,翻譯機器核糖體的核心結構和構象動態其實相當古老而保守。
“我們想知道是否可能繞過生物域的特有機制,找到一個能夠通用的信號,”Kieft說。
研究人員在一種感染真核細胞的病毒中,獲得了RNA的核糖體內部進入位點(IRES)。研究顯示,這種IRES RNA可以在活細菌中起始蛋白質翻譯。此外,研究人員還解析了IRES RNA與細菌核糖體結合時的晶體結構,分辨率達到3.8 ?。研究表明,盡管細菌和真核生物的核糖體存在差異,但IRES可以與它們結合并起始翻譯過程。
英屬哥倫比亞大學的副教授Eric Jan在Nature上以“Molecular biology: Signals across domains of life”為題,闡述了自己對這項研究的見解。“這是一個驚人的發現,首次展示RNA結構所蘊含的良性信號能夠在不同的生物域(真核生物和原核生物)促使蛋白合成。”
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