eLife：“通讀”終止密碼子非常普遍

　　基因意味著開放性閱讀框。在翻譯特定基因的mRNA轉錄本時，從起始密碼子AUG開始，以三個堿基為單位進行，直到核糖體遇到終止密碼子，才完成蛋白質的延伸。以上這些都是生物教科書里的規則。

　　不過，人們常說“規則就是用來打破的”，核糖體也不例外。科學家們已經發現了一些“通讀”(Read-through)現象，即核糖體對終止密碼子完全無視。但此前，人們還從未在蛋白質組的水平上對這一現象進行分析。

　　加州大學的Jonathan Weissman教授領導研究團隊，評估了果蠅的核糖體通讀程度。研究顯示，通讀現象比人們設想的要普遍得多，影響了成百上千的基因。

　　研究人員利用改良版的核糖體保護分析，來鑒定發生了通讀翻譯的mRNA。他們用微球菌核酸酶消化帶有核糖體的mRNA，并通過二代測序讀取實驗結果。這一方法可以反映核糖體的多少和核糖體的位置。

　　研究人員分別對體外培養的果蠅細胞，和0–2小時的果蠅胚胎進行了研究。他們在總共6000個活躍翻譯的基因中，鑒定了350個通讀事件，幾乎占到總數的6%。其中包括少部分“雙通讀”事件，翻譯進一步向3′ UTR延伸。

　　此外，文章的第一作者Joshua Dunn還分析了酵母和人類成纖維細胞的通讀事件，向人們展示了這一過程在真核生物中的普遍性。Weissman解釋道，“通讀使有限的基因組生成更為多樣化的蛋白質組，這是蛋白獲得新功能的一個簡便途徑。”

　　2007 和2011年，麻省理工的Manolis Kellis教授應用生物信息學方法，預測了十幾種果蠅的通讀翻譯，并在進化保守性的基礎上鑒定了283個候選基因。

　　Weissman鑒定的350個通讀轉錄本中，有43個是Kellis預測過的。但這并不意味著其余307個轉錄本就與功能性無關。因為研究人員發現，不少轉錄本的通讀率在細胞和胚胎中并不相同，說明存在著特殊的調控機制。另外，Dunn在50個黑腹果蠅中進一步研究了通讀序列的多樣性，他發現通讀事件更偏好同義改變，說明這一過程存在著選擇壓力。

　　Kellis指出，一些通讀事件可能比較罕見或者豐度較低，因此并沒有在這項研究中體現出來。此外，可能還存在一些隨機的非功能性通讀。

　　“從這兩個研究看來，基因組中存在許多通讀事件，其中只有少部分是保守的，”Kellis說。他預計可能有10%的果蠅基因在翻譯時發生了通讀。

　　Weissman指出，通讀有助于驅動基因的演化。與所有生物學過程一樣，翻譯也容易出錯，隨機發生通讀。如果特定基因的通讀是有害的，就會被自然選擇淘汰。如果通讀可以使生物在某些條件下獲得競爭優勢，就會繼續執行通讀，充分利用其帶來的效果。