揭秘人類細胞自我保護免于損傷的分子機制

細胞中含有遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)錄本，這些轉(zhuǎn)錄本能從細胞核遷移到細胞的其它部分，這種移動能夠保護遺傳轉(zhuǎn)錄本免于被“剪接體”（spliceosomes）所招募，如果這種保護作用并未發(fā)生，整個細胞就會處于危險之中，意味著癌癥和神經(jīng)變性疾病會發(fā)生；近日，一項刊登在國際雜志Cell Reports上的研究報告中，來自哥廷根大學(xué)的科學(xué)家們通過研究揭示了細胞自我保護背后的分子機制。

人類細胞由細胞核和細胞質(zhì)組成，細胞核中含有以DNA為形式的遺傳物質(zhì)，而細胞質(zhì)則為蛋白質(zhì)產(chǎn)生的場所，在細胞核中，含有有機體藍圖的DNA會被轉(zhuǎn)錄成為mRNA，進而會被翻譯成為蛋白質(zhì)。當脫離原始轉(zhuǎn)錄本后，蛋白質(zhì)就會在細胞質(zhì)中被制造，這種分離過程非常重要，因為信使RNA并不會被立即使用，相反，一種前體信使RNA(pre-messenger RNA)必須被產(chǎn)生，其中包含有信使RNA達到細胞質(zhì)之前能夠被移除的特殊區(qū)域，如果這些區(qū)域沒有事先被移除的話就會使得產(chǎn)生的蛋白質(zhì)鏈縮短或功能失調(diào)，這對于細胞而言是非常危險的。

從信使RNA中將這些區(qū)域切斷的分子機器就是剪接體，其包含有蛋白質(zhì)及另外一種DNA轉(zhuǎn)錄本（snRNA），snRNA并不會像信使RNA一樣被翻譯成為蛋白質(zhì)，但其會同蛋白質(zhì)一起形成剪接體分子機器；在人類細胞中，剪接體中的snRNA會移動到細胞質(zhì)中，而在諸如面包酵母等其它有機體中，研究者發(fā)現(xiàn)，剪接體中的snRNA似乎并不會離開細胞核，目前研究人員并不清楚在整合到人類細胞的剪接體之前，snRNA的輸出到底是如何進化發(fā)展的。

研究者Heike Krebber教授表示，我們的研究表明，實際上在酵母中，剪接體中的snRNA能夠移動到細胞質(zhì)中，隨后研究者想通過研究闡明剪接體中的信使RNA為何會移動到細胞質(zhì)中，目前他們并不清楚，因為剪接體的任務(wù)時切斷單一的RNA區(qū)域，而這一過程是在細胞核中發(fā)生的。文章中，研究者通過對酵母進行遺傳操作使其snRNA的前體不再能夠在細胞質(zhì)中發(fā)生改變，他們發(fā)現(xiàn)，剪接體會嘗試與前體（未完成的snRNA）一起發(fā)揮作用，但這或許并不像預(yù)期那樣能夠發(fā)揮作用。

這或許就是為何健康細胞必須在信使RNA產(chǎn)生后立即將其前體送出細胞核的原因了，這是為了防止被發(fā)育中的剪接體所使用，本文研究結(jié)果或有望幫助研究人員理解多種人類疾病發(fā)生背后的根本原因。