RNA 翻译的“刹车”蛋白: 可识别不良 mRNA ，协助终止翻译 | Cell 论文推荐

细胞内的某些蛋白质只在特殊的时候产生，一旦不需要就会“停止生产”。那么，细胞如何下达这个“停止命令”？研究发现一个名为 Dhh1p 的蛋白可能在其中发挥着重要的作用。

来源  凯斯西储大学

翻译  卓思琪

审校  木槿 谭坤

DNA 的转录翻译过程维持正常的蛋白水平及细胞功能。那么，细胞是如何察觉何时应该停止转录翻译并协调胞内结构终止该过程的呢？最近，一项基于信使 RNA（mRNA）的研究揭示了这一问题。

Jeff Coller 是凯斯西储大学药学院 RNA 分子生物学研究中心主任，他带头领导了这项研究。研究发现一种 DEAD-box 蛋白， Dhh1p 可以评估这些 mRNA 分子，并决定其是否是细胞所需。

当细胞需要某种特定蛋白质时，细胞会相应地利用一小部分基因，合成相应的的 mRNA，但是，一旦不再需要该蛋白，相应的 mRNA 就会被销毁。而销毁不需要的 mRNA 的过程十分复杂。细胞内的几种酶相互协调扮演着识别、分解 mRNA 的角色。Coller 研究发现的 Dhh1p 负责评估 mRNAs，它主要的主要侦测对象那些翻译过于缓慢的 mRNA 。

同时还需要某种交流机制，能够将信息传达给那些起作用相应的结构，也就是必须有相应的“刹车”机制。

研究发现，Dhh1p 会评估 mRNA中 的特定序列。在细胞内，核糖体快速翻译常用蛋白，较不常用的蛋白翻译较慢。他们在文章内报道，Dhh1p 会附着在序列不够完美的 mRNA 上，并与移动缓慢的核糖体发生物理性相互作用。研究表明，基因序列是 mRNA 稳定性的一个关键决定因素，即使是10%的序列发生变化也会严重影响 mRNA 的命运。

图片来源于原文献，论文信息见文末。

Dhhp1 对 mRNA 序列进行评估，进而向细胞报告基因的表达情况，确保细胞在恰当的时间内合成适量的蛋白质。该研究为理解细胞如何调控蛋白水平提供重要信息，并有利于发展增强 Dhhp1 介导的这一过程的疗法。

Coller 表示，该研究提供了一种看待遗传密码的新方式。DNA 变异影响蛋白功能已经众所周知。但是时候考虑诸如 Dhh1p 等蛋白质，感应核糖体翻译 mRNA 速度的机制。在本研究中，他们重点关注了遗传密码的翻译速率和比例，并相对准确地预测了这些基因转录翻译的蛋白量。

有些罕见的遗传疾病是由 RNA 翻译的速率太快或太慢导致的。Coller 表示，如今通过操纵 Dhhp1 介导的这一过程可以上调或者下调蛋白的表达 。核糖体读取遗传密码的速度可被 Dhh1p 探测到，这提示我们可能有些疾病可能是由这个蛋白的突变导致的。

原文地址：http://phys.org/news/2016-09-mechanism-central-healthy-protein-disease.amp

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相关论文信息

【题目】The DEAD-Box Protein Dhh1p Couples mRNADecay and Translation by Monitoring Codon Optimality

【作者】Aditya Radhakrishnan, Jeff Collar, et, al,

【发表时间】 22 September 2016

【期刊】Cell

【DOI】http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2016.08.053

【摘要】A major determinant of mRNA half-life is thecodon-dependent rate of translational elongation. How the processes oftranslational elongation and mRNA decay communicate is unclear. Here, weestablish that the DEAD-box protein Dhh1p is a sensor of codon optimality thattargets an mRNA for decay. First, we find mRNAs whose translation elongationrate is slowed by inclusion of non-optimal codons are specifically degraded ina Dhh1p-dependent manner. Biochemical experiments show Dhh1p is preferentiallyassociated with mRNAs with suboptimal codon choice. We find these effects onmRNA decay are sensitive to the number of slow-moving ribosomes on an mRNA.Moreover, we find Dhh1p overexpression leads to the accumulation of ribosomesspecifically on mRNAs (and even codons) of low codon optimality. Lastly, Dhh1pphysically interacts with ribosomes in vivo. Together, these data arguethat Dhh1p is a sensor for ribosome speed, targeting an mRNA for repression andsubsequent decay.

【链接】http://www.cell.com/cell/pdf/S0092-8674(16)31150-3.pdf

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