好神奇！除了合成蛋白质 核糖体还有哪些重要功能？

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好神奇！除了合成蛋白质 核糖体还有哪些重要功能？# s  k2 m% G% s% u5 @9 [% C7 V
来源：本站原创 2019-05-29 22:41
: u- B6 i- }0 f2 s: f我们都知道，核糖体是一种合成蛋白质的重要细胞器，然而，近年来随着科学家们研究的深入，他们发现，核糖体或许还扮演着其它多种角色，本文中，小编就对相关研究进行整理，与大家一起学习！1 M" T: X# ^& ?" A5 }7 ^

* w1 |8 ]! Q/ M( }  v6 {8 y8 t【1】elife：核糖体也能调控基因的表达？$ d) c+ L  b8 S0 \2 r3 U+ N
doi：10.7554/eLife.45396
7 `( f( G  U0 T& }, c来自Stowers医学研究所的研究人员发现了人体细胞中核糖体的一种新功能，即存在破坏正常mRNA的功能。“很长一段时间以来，很多人都认为核糖体是细胞中生产蛋白质的分子机器，”Stowers助理研究员Ariel Bazzini博士说。 “现在有越来越多的证据表明核糖体同时具有调节基因表达的能力。”最近在《eLife》杂志上发表的这些研究结果可以进一步了解mRNA的作用以及人类疾病中基因错误调节的原因。. q5 U2 X4 l/ b" g1 N# O
越来越多的证据表明，核糖体也在影响正确加工的mRNA的稳定性（生命）中发挥作用，从而成为调节mRNA稳定性，mRNA水平和蛋白质产生的关键因素。这一现象此前已在酵母，大肠杆菌和斑马鱼等生物中得到了证实。在这项研究中，研究人员表明，核糖体也会影响人类细胞系中的mRNA稳定性。
/ Z0 P8 V) }1 h" V! z【2】Nat Commun：抑制核糖体再生是治疗多阶段癌症的新方法( W+ E* [, V, R4 S6 D3 u7 C
doi：10.1038/s41467-019-10100-8
4 n! j" S% y* O; ?9 ]近90%的癌症患者的死亡是由于转移。乌普萨拉大学(Uppsala University)的一项研究表明，新核糖体的合成有助于癌细胞转移。核糖体是产生蛋白质的细胞成分。该研究结果为晚期癌症的新治疗策略开辟了新的可能性，于近日发表在《Nature Communications》杂志上。9 K5 c- }( p& F. D* y/ ~. l" f
当肿瘤进展到晚期时，它们会分化，变得更具侵略性，并失去原始组织的特征。它们还具有迁移能力，使肿瘤能够扩散或转移到身体的远处，最终导致患者死亡。对于上皮肿瘤的转移，肿瘤细胞会经历一个称为上皮-间充质转化(EMT)的过程，这允许细胞发展迁移能力。在EMT过程中，细胞也失去了增殖能力，变得更像干细胞。这种显着的转变导致了侵袭性的增强和逃避包括激素治疗在内的多种癌症治疗的能力。
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% W$ m- {6 o0 Y" `7 C/ T【3】Sci Rep：重大发现！核糖体或能够将体细胞转化为多能干细胞！/ l/ r* t, H8 L: }1 j
doi：10.1038/s41598-018-20057-1
- {; F5 o, F3 K" n2012年，日本科学家发现，当引入乳酸菌（嗜酸乳杆菌）时就能使得人类皮肤细胞获得多能性（Ohta et al.PLOS ONE e51866， 2012），如今来自熊本大学的同一个研究团队再次发现，细胞中合成蛋白质的细胞器—核糖体，能够将体细胞转化成为多能干细胞，相关研究刊登于国际杂志Scientific Reports上。% s* c$ h* L& R# n$ _+ q
长期以来，科学家们一直认为，脊椎动物的皮肤细胞和神经细胞经历着不同的分化过程，且这些细胞无法转分化为其它类型的细胞，然而当研究人员Sir John Gurdon成功开发出核移植实验及Shinya Yamanaka发现iPS细胞后，就意味着已经达到分化终点的细胞还能够被操控得以再分化，能被强行分化成为新型细胞的成熟细胞往往被认为是重编程细胞，在成熟细胞中表达四种次级因子，就能驱动iPS细胞重编程，这些ips能够被人工制造，而且自然状态下并不会在机体中存在。
! j1 u6 P+ `$ F8 k4 ^  y* b【4】Nature：揭示核糖体通过结构上的精确优化制造自我机制4 Z+ e) M8 Q7 F1 V
doi：10.1038/nature22998$ P5 b: ]  Y) ?" D+ \, l/ N
在一项新的研究中，来自美国哈佛医学院和瑞典乌普萨拉大学的研究人员利用数学方法证实核糖体在结构上的精确优化尽可能快地产生更多的核糖体，以便促进细胞高效地生长和分裂。核糖体是细胞的蛋白制造工厂。这项研究的理论预测准确地反映了观察到的核糖体大尺寸特征，并且为一种出色的分子机器进化提供新的视角。" Q) ^9 R8 ~4 P) N
研究者Johan Paulsson表示，核糖体是所有生命中最为重要的分子复合体之一，而且几十年来，它已在不同的学科中得到研究。我们吃惊地观察到我们似乎能够解释它的更加细致的细节，但是核糖体具有的这些奇特的特征经常未被解释，或者即便能够解释，但也是以一种令人不满意的方式。# j, _: f7 n6 I( \9 ]/ q/ B

9 \- D7 T% S0 L2 G+ t; e$ g8 r# v【5】Leukemia：核糖体缺失或会诱发恶性白血病发生$ N- O+ @+ t9 z" `  B8 x
doi：10.1038/leu.2016.370
, p; N( x* L3 R1 Q) f4 b7 h3 c20%至40%的多发性骨髓瘤患者都会存在核糖体的缺失，而且相比核糖体完好无损的患者而言，这些缺失核糖体的患者往往预后较差，但同时其对当前存在的治疗性药物反应较好，来自鲁汶大学的研究人员在国际杂志Leukemia上发表了这项最新的研究结果。. s# q3 s& f$ b9 N+ N
多发性骨髓瘤也被称之为卡勒氏病，其是一种血液癌症，即骨髓中的浆细胞开始发生恶性增殖，目前该病没有有效的治疗手段，而且在老年人群中经常发生，目前多种疗法仅能暂时抑制患者的病情，但研究者最大的挑战就是确定患者对哪种疗法反应最好。文章中研究人员发现在多发性骨髓瘤患者机体中会缺失核糖体，核糖体是细胞的蛋白工厂，20%至40%的患者仅会产生一部分核糖体，当然这依赖于癌症的恶性程度。" N5 W4 K# a+ b, W
【6】Cell：颠覆经典！核糖体还可以翻译mRNA的非翻译区
5 o6 \8 y' H$ U) sdoi：10.1016/j.cell.2015.07.041
( ~# d2 d9 q% T来自美国约翰霍普金斯医学院的研究人员在著名国际学术期刊cell发表了一项令人不可思议的最新研究进展，人们一直认为核糖体只对信使RNA的翻译区进行翻译，但这项研究证明这些蛋白质翻译机器有时也能够对mRNA的非翻译区进行翻译，这项发现大大改变了人们之前对核糖体功能的认识。* J2 N8 Z; t3 ?- p& n/ ]
核糖体是由蛋白质和核糖体RNA共同组装形成的蛋白质合成机器，能够阅读携带遗传信息的mRNA并将这种信息"翻译"为蛋白质。每一条mRNA都以起始密码子开始，最后以终止密码子结束，mRNA上还会有一些被称为非翻译区的密码子片段，之前从未发现这部分密码子也可以翻译为蛋白质。
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【7】Nat Commun：核糖体图谱分析揭示疾病表型的分子基础, C! r. \" f. n
doi：10.1038/ncomms8200
2 r+ |" |+ U7 L, T+ D# I4 I近日，来自德国的科学家在国际学术期刊Nature Communication发表了一项最新研究进展，对于疾病相关基因的调控过程提出了新的见解。他们利用一种新技术在蛋白合成水平对基因的调控过程进行了观察研究，相比于传统方法只能检测基因表达和转录，通过这种方法可以帮助捕获更多的单基因调控过程。
& i4 a5 q( M! k当一个基因得到阅读，其隐藏在DNA“语言"中的蛋白编码蓝图就会在细胞核内通过转录的方式传递到RNA。科学家们已经在这一水平上发现了许多基因调控差异，但对于全部基因来说，我们做的还远远不够。在这篇文章中，来自德国，荷兰等多个国家的研究人员在翻译水平对基因调控问题进行了研究。蛋白质翻译发生在细胞核之外的细胞质中，在翻译过程中，RNA序列被翻译成氨基酸序列，并在细胞的蛋白质合成“工厂”--核糖体中组装成蛋白质。! i& {$ w# w. c- f; N$ k: ~" a9 k, c3 h
【8】Oncogene：抗癌卫士－核糖体蛋白的新角色
- t. S& u3 `. k  D/ ~3 @doi：10.1038/onc.2012.63
2 Q/ s% R6 d: X. P5 B( r肿瘤抑制基因p53是迄今发现的与人类癌症相关性最高的基因：p53基因在约50%的肿瘤组织中是突变的；而在另50%的肿瘤中，p53活性被其他癌基因（如，MDM2）所抑制。在肿瘤细胞受到外界压力情况下，如化学或者放射治疗，野生型p53基因的活性会被激发，进而达到抑制肿瘤生长的目的。9 a; a& X$ ]8 l3 d) i# H0 O( i8 E' _
来自美国杜兰大学的科学家们最新研究发现核糖体蛋白S14可以特异性与MDM2相互作用、抑制MDM2对p53的泛素化降解，从而促进p53蛋白活性。研究还表明，在肺癌和直肠癌细胞中，大量核糖体蛋白S14的存在会阻滞细胞周期和抑制肿瘤细胞的生长，该项研究成果在国际杂志Oncogene上发表。
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) H7 X+ v) [: V6 c% W+ X9 f4 q【9】PNAS：核糖体可调节病毒蛋白质合成 或助力抗病毒疗法研究0 m7 H1 V: ^$ ?- [
doi：10.1073/pnas.12164541091 b7 }# f% b  u) P! v
病毒令人难以捉摸，尤其是RNA病毒，可以熟练地抵挡住抗病毒药物的攻击，因为它们复制产生病毒并不确定，因此导致许多抗病毒药物的无效作用。病毒复制产生的基因组一旦发生至少一处突变后，就会转移抗病毒药物的靶点，从而产生耐药性的病毒突变体。最好的例子就是人类抵御反转录病毒上，研究者使用了多种药物的混合制剂来对付HIV。9 `5 R0 X# Y1 Z7 ^5 l
不以RNA病毒作为靶点来攻击，而是以RNA病毒感染的宿主细胞来作为攻击对象或许成为抗病毒疗法的一个新思路，但是这对于宿主机体的损伤是比较大的，如今一项来自哈佛医学院研究者的研究指出，核糖体或许为治疗病毒感染，如狂犬病毒提供了思路。相关研究刊登于国际杂志PNAS上。* s. S: B8 \/ m- a7 I# y% m
【10】JBC：揭示核糖体或可作为抗击朊病毒疗法的新型靶点- \; f4 `; ]4 x; X& \
doi：10.1074/jbc.M113.4667488 o/ J2 q# E0 [1 Y4 q# k; n$ v
近日，来自瑞典乌普萨拉大学的研究者通过研究揭示，治疗神经变性的朊病毒疾病如疯牛病和克雅氏病或依赖于核糖体的帮助，核糖体是细胞的蛋白质合成机器，相关研究成果刊登于国际杂志Journal of Biological Chemistry上。1 R% D8 r! l* \1 f
朊病毒病是一种由于朊病毒蛋白发生错误折叠引发的致死性神经变性疾病，朊病毒病的例子如羊瘙痒症、疯牛病和克雅氏病。是什么引发朊病毒蛋白错误折叠而形成淀粉样蛋白病至今是一个待解决的难题，涉及朊病毒形成等研究领域的相关研究结果较少，这就使得科学家得努力去寻找新型的疗法来治疗朊病毒疾病。（生物谷Bioon.com）
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