新发现一蛋白质家族，同时与癌症、自闭症有关

　　一个国际团队新发现一种与癌症和自闭症有关的蛋白质家族，他们将这项研究发表在最新发行的《分子细胞》（Molecular Cell）期刊。

　　

　　细胞在基因指示下持续做出新的蛋白质，核糖体会携带接上不同胺基酸和相应密码子的 tRNA，tRNA 再与 mRNA 的核甘酸序列配对，使核糖体将胺基酸串连形成胺基酸链，经由适当折叠便能成为具有功能的蛋白质。尽管科学家已经全盘了解转译的过程，但当蛋白质制造出来後，仍尚未能掌握核糖体的後续行踪。

　　

　　新研究中，美国和俄罗斯科学家研究同一个家族的蛋白质，其中 MCT-1（monocarboxylate transporter 1，单羧基运输蛋白）是源於致癌基因，而 DENR（density-regulated protein）则是与自闭症、真核生物转译因子 elF2D 有关。

　　

　　研究共同作者、俄罗斯科学院（Russian Academy of Sciences，RAS）Engelhardt 分子生物学研究所 Sergey Dmitriev 博士表示：「我们早在 2010 年就发现 elF2D 并试着了解它的特质，但当时并没有直接证据显示 elF2D 在活细胞扮演的角色。在那之後，有几篇相关研究发现 MCT-1 和 DENR 是与 elF2D 相似的因子，它们都能用来读取一种较特别的 mRNA 序列。这种 mRNA 在制造蛋白质的主要编码区（coding region）前段，有多出一段短的阅读框架，即所谓的上游开放阅读框架（upstream open reading frame，uORF）。」

　　

　　核糖体也能读取 uORFs。在许多情况下，这可以阻止核糖体进入主要编码区，进而调节蛋白质产量。短的 uORFs 在约半数人类 mRNAs 都有，因此了解 eIF2D、MCT-1 和 DENR 在转译过程扮演的角色，显得格外重要，不过科学家至今尚未研究出这些蛋白质在体内作用的完整机制。

　　

　　研究共同作者、密西根州立大学（Michigan State University，MSU）生物工程及生物资讯学研究所的博士生 Desislava Makeeva 说：「有监於这些蛋白质在人体内的作用机制十分复杂，於是我们转向研究酵母菌，因为酵母菌本身不带有这些蛋白质的基因。来自美国国家卫生研究院（National Institutes of Health）的夥伴则负责分析核糖体在突变细胞中的转译作用，之後由我们接手。」

　　

　　核糖体分析技术是利用核糖体覆盖数百万个小片段的 mRNA，以进行高通量定序，这项具突破性的技术可以展示出细胞特定时刻蛋白质合成的全貌。

　　

　　换句话说，利用高通量定序技术便可以在 mRNA 转译过程中，於特定条件、特定时刻下「快照」，并得知不同 mRNA 的表现，至於核糖体分析技术仅会得出转译的部分 mRNA 序列，而非整段 mRNA。

　　

　　Sergey 博士解释：「我们使用『无细胞转译系统』（cell-free translation systems），准备酵母菌细胞的萃取物，加入已经在试管合成好的 mRNA，并观察特定基因有或没有突变的情况下，酵母菌株的产物合成量。」

　　

　　这项研究使研究人员发现在转译完成的瞬间，核糖体需要 eIF2D、MCT-1 和 DENR 因子协助才能立刻与 mRNA 分离。mRNA 含有 uORF 的情况下，若缺乏这些因子，会影响主要编码区的转译，使主要蛋白质产量增加。明显地，潜在致癌因子 MCT-1 与破坏神经元发育相关的 DENR 基因突变，都与含有 uORF mRNA 的转译过程有关，因为 mRNA 的编码还有重要细胞调节因子。