文摘
你身体里的细胞含有基因的DNA。基因储存遗传信息传递给你的父母。这些信息作为配方制造蛋白质,和蛋白质构建、维护和治疗你身体里的每一个组织。细胞机制,使蛋白质读取这个食谱的帮助下小分子称为转移rna(图示),提供必要的构件以正确的顺序构造特定的蛋白质。正常运行,图示必须折叠成正确的三维塑造一个过程,需要装饰着tRNA化学修改。科学家们发现,癌症劫持和促进这种装修过程的好处,有利于生产蛋白参与细胞分裂。这是一个令人兴奋的发现,因为它可以发展的更好的方法来诊断和治疗癌症。
基因:蓝图构建蛋白质
基因,这是由DNA,包含指令让你你是谁。基因携带的信息确定哪些特性或特征传递给你从你的父母:身高、眼睛颜色、头发颜色,例如。我们的身体包含许多不同类型的细胞(皮肤、肌肉、血液、脂肪等),每一个都有专门的工作在你的身体每一个细胞都有相同的大约20000个基因。然而,并不是所有的基因都是“打开”在每一个细胞,因为每个基因都有一个特殊的工作要做,这些工作确定细胞将做的工作在你的身体。拼出特定基因指令(如配方)蛋白质。你身体的一切都是由蛋白质构成的:你的牙齿,骨骼,头发和肌肉,等等。蛋白质帮助我们的身体功能正常,正常功能或大量的蛋白质的变化可以导致疾病。
基因编码的信息使用特定序列的分子,称为基地。在DNA有四个基地:A、C、T和g .产生一种蛋白质,基因中包含的信息必须首先被转换成信使核糖核酸(mRNA)类似于DNA,但包含一个不同的基地:U代替t信使rna可以离开原子核,DNA被发现,被创建的蛋白质的细胞机制负责核糖体。核糖体就像细小的工厂,建立蛋白质根据提供的食谱mRNA (图1一个)。蛋白质是由小的构建块调用氨基酸,你体内的每一个蛋白在所有已知的生物,从细菌到植物,是由一个特定组合21独特的氨基酸。
- 图1 -(一)遗传信息的基因转化为指令,信使rna的形式,所读的ribosomes-the细胞蛋白质合成的“工厂”。
- 图示,携带氨基酸(蛋白质)的构建块存款其特定氨基酸到越来越多的蛋白质,如果他们在信使rna基因序列匹配的指令。(B)像一棵圣诞树,图示与化学修改“装饰”让他们正常工作,包括修改帮助转运rna折叠正确。这些修改是由RNA修改添加的酶。
的基因转移rna:解码指令
信使RNA的核糖体读取指令的帮助下另一种RNA转移核糖核酸。图示提供必要的氨基酸构建块以正确的顺序构造特定的蛋白质。图示怎么知道哪些氨基酸添加?每个tRNA三垒序列,确定哪些氨基酸,它将携带。例如,序列的tRNA CUU携带氨基酸赖氨酸,tRNA与序列和丝氨酸。在核糖体,转运rna信使rna的基因代码扫描,阅读说明三个字母。当tRNA序列是一个“匹配”的信使rna序列,它把氨基酸在蛋白质链增长。
tRNA修改为正常功能是重要的
科学家发现,图示装饰着许多化学修改,这些修改在蛋白质的生产(有特定的工作1]。化学添加修改tRNA分子由专门的蛋白质核糖核酸酶修改(图1 b)。例如,有tRNA修改限制或扩大的能力tRNA识别mRNA指令,和其他修改,提供抵抗环境压力,如高温。还有其他的修改是必不可少的tRNA分子保持正确的形状。图示必须折叠在一个特定的方式去做他们的工作。这像折纸折叠过程,在某种意义上,一个线性tRNA分子折叠到自身形成一个三维的结构,可以使用的核糖体。如果tRNA折叠不正确或者是过于宽松,tRNA不能被用来构造一个蛋白质。RNA修改添加化学修饰酶作为分子主食或螺丝、修正适当的折叠(图2)。
- 图2 -图示必须折叠成正确的三维形状参与蛋白质合成process-loosely折叠tRNA分子缺陷。
- 一些RNA修改,添加RNA修改酶,帮助转运RNA保持形状,工作稳定tRNA分子螺钉或主食的紧密折叠的形状。
越来越多的研究领域,研究tRNA修改,蛋白质负责这些修改,修改的生物的工作。到目前为止,已经有超过150 tRNA修改发现,科学家们正在努力了解他们每个人的功能。
缺陷转运rna可以导致疾病
图示是必不可少的构建蛋白质和微小的变化在他们的可用性或细胞内的函数可以有一个深远的影响在速度或多少产生一个特定的蛋白质。科学家们发现缺陷之间的联系转运rna和人类神经系统(神经和大脑),代谢和发育疾病以及癌症(2]。这些缺陷可能包括缺陷tRNA修改,错误匹配氨基acid-tRNA对,甚至突变(变化)的转运rna序列。研究转运rna如何工作在正常和病变细胞可能帮助科学家找到潜在的治疗这些疾病。下面,我们将讨论我们的发现癌症如何利用图示来支持他们的快速增长和潜在影响这些发现可能在癌症医生管理的方式。
通过劫持转运rna癌症收益控制蛋白质的生产
在这一刻,数以千万计的细胞分裂和死亡在你的身体。这个正常程序允许你成长和修复损伤。然而,有时这种高度控制过程会出错,导致疾病。例如,癌症是一组疾病,有一个共同点:不受控制的细胞生长。这意味着癌细胞比正常细胞分裂以更高的利率。癌细胞分裂得如此之快,必须增加蛋白质的生产,尤其是蛋白参与细胞分裂。癌症这样做的方法之一是通过机械使蛋白质,包括转运rna。
科学家,包括那些在我们的研究小组,已经发现了一个tRNA修改,使用多种癌症。这个修改是由RNA修饰酶METTL1在一些癌症,这是高架。这个修改就是其中之一,它就像一个分子主食或螺丝,如前所述,稳定折叠结构的图示(3]。我们发现水平的提高METTL1在细胞水平的提高紧密折叠的原因,功能图示。这些变化有利于癌细胞内丰富的图示的生产蛋白参与细胞分裂,从而可能导致不可控的细胞生长中观察到许多癌症(图3)。
- 图3 -癌细胞比正常细胞分裂更快。
- 要做到这一点,他们必须能够产生proteins-particularly胜过那些参与细胞迅速。一些癌症细胞的RNA修饰酶的水平会升高,促进转运RNA的积累。因为转运rna是必要的供应所需的氨基酸构建块创建蛋白质,细胞转运rna可分为快,让癌症生长。
研究转运rna为什么重要?
癌症是一种毁灭性的疾病,是全球主要的死亡原因之一。癌症的原因有多种,这种复杂性使得它极难治疗。找到有效的方法来治疗癌症,全世界的科学家都把精力集中在细胞水平上理解癌症是如何工作的。图示是必不可少的细胞分子帮助正常和病变细胞制造蛋白质。tRNA生物学的研究在正常和肿瘤细胞的方法可以提供洞察这个疾病劫持蛋白质产量。这些知识可以帮助科学家确定癌症的治疗和诊断的新目标。
术语表
基因:↑遗传信息的形式继承自父母的DNA。
蛋白质:↑连锁分子由小个体单位称为氨基酸。
信使核糖核酸(mRNA):↑拷贝的基因包含指令的蛋白质。
核糖体:↑细胞的“工厂”,使蛋白质。
氨基酸:↑构建块,形成一个蛋白质。
转移核糖核酸:↑分子,“读”的指令在信使RNA和传输氨基酸核糖体蛋白质。
核糖核酸修饰酶:↑蛋白质,RNA分子的化学结构变化通过添加化学修改。
METTL1:↑甲基转移酶(如I-RNA修改添加内部m7G修改转运rna酶。
的利益冲突
RG是28/7疗法的创始人之一和科学顾问委员会成员和Theonys疗法。
其余作者宣称,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
确认
EO皮尤拉美同伴支持的项目的生物医学科学来自皮尤慈善信托基金和达蒙·鲁尼恩癌症研究基金会的奖学金(drg - 2378 - 19)。RG支持一位杰出的研究员奖(R35CA232115)的美国国立卫生研究院国家癌症研究所(NCI)。创建的所有数据BioRender.com。
原始的文章
↑奥雷利亚纳,大肠。刘问。Yankova E。Pirouz, M。De Braekeleer E。张,W。,等。2021。METTL1-mediated m7G修改Arg-TCT tRNA驱动器致癌转换。摩尔。细胞。81:3323 - 3338. - e14灯头。doi: 10.1016 / j.molcel.2021.06.031
引用
[1]↑铃木,t . 2021。扩大的tRNA修改及其相关性疾病。Nat。启摩尔。细胞杂志。22:375 - 92。doi: 10.1038 / s41580 - 021 - 00342 - 0
[2]↑奥雷利亚纳,大肠。Siegal E。格里高利,r . i . 2022。tRNA失调和疾病。Nat,启麝猫。23:651 - 64。doi: 10.1038 / s41576 - 022 - 00501 - 9
[3]↑奥雷利亚纳,大肠。刘问。Yankova E。Pirouz, M。De Braekeleer E。张,W。,等。2021。METTL1-mediated m7G修改Arg-TCT tRNA驱动器致癌转换。摩尔。细胞。81:3323 - 3338. - e14灯头。doi: 10.1016 / j.molcel.2021.06.031