研究人员已识别出一种在人体内分解mRNA分子的高效方法,这可能有利于癌症治疗。
信使核糖核酸,简称mRNA,作为人体的建筑师。它们持有复杂的蛋白质蓝图,供核糖体解析,这一过程中的对应物。我们的生存依赖于这些蛋白质,因为它们调节细胞分裂,增强我们的免疫系统,并提升我们细胞对外部威胁的防御能力。
与实际建筑类似,某些细胞蓝图需要进一步的指令——例如,当必须快速生产某种蛋白质或当蓝图存在错误时。在我们的身体中,这种需求由RNA修饰来满足,这些小的化学改变类似于附加在特定mRNA组分上的额外说明。
新发现的mRNA分解过程
德国巴伐利亚的维尔茨堡大学(JMU)科学家研究了一种被称为N6-甲基腺苷(m6A)的特定修饰。“这种修饰特别引人注目,因为在代谢问题、癌症或心脏疾病患者中常常发生变化,”生物信息学家卡西·萨尔纳克表示。“当m6A被添加到mRNA上时,它会促使该mRNA在根据其蓝图合成第一个蛋白质后立即分解。这至关重要,因为过多的蛋白质生产可能对细胞有害。”维尔茨堡的研究人员首次发现并分析了这一降解机制,它将mRNA的分解与蛋白质生产直接联系起来,证明比先前已知的mRNA降解方法要快得多、有效得多。
重要的是,这一降解通路仅在m6A位于mRNA的特定区域时才能发挥作用。通过这种方式,m6A特别作为细胞分化的蛋白质蓝图上的“评论”——决定细胞是成为神经细胞、肌肉细胞、皮肤细胞还是其他类型细胞。
调节m6A加入mRNA的药物可能利用这一发现。通过选择性抑制m6A,可以增强具有有益功能的蛋白质的生产,同时减少不必要的蛋白质的产生。挑战在于,研究人员一直难以预测此类药物的影响,因为之前并不清楚m6A修饰需定位于mRNA的哪个位置才能触发降解。“我们的发现现在有助于更清楚地理解和更好地预测哪些mRNA特别容易受到这些药物的影响,”生物化学家和RNA专家朱利安·科尼希,萨尔纳克的同事解释道。
未来的研究方向
展望未来,研究人员计划更深入地探讨标记为m6A的mRNA的降解。他们计划研究核糖体如何检测该修饰,以及通过m6A进行针对性mRNA降解如何在临床环境中加以利用。
与维尔茨堡团队一起,美因茨的分子生物学研究所(IMB)和法兰克福的歌德大学也在这项研究中合作,研究经由德国研究基金会资助的合作研究中心TRR 319 “RMaP:RNA修饰和加工”。