生物谷报道：来自德州大学卫生科学中心（University of Texas Health Science Center-Houston，生物谷注），西储大学（Case Western Reserve University，www.ebiotrade.com）的研究人员挑战分子生物学已建立的体系，以及广泛接受了无义介导的mRNA降解（nonsense-mediated mRNA decay，NMD）模式，对于faux 3’ UTR模式进行了检测，并且证明这不能用于解释细胞如何识别和降解异常的mRNA。这一里程碑式的发现将让mRNA研究重新定位，并且也打开了了解细胞保护自我，免受潜在错误的新机制的一道门。
这一研究成果公布在最新的Molecular Cell的杂志上，领导这一研究的是西储大学医学院的Kristian E. Baker博士，这位女博士于英属哥伦比亚大学获得遗传学及分子生物学博士学位，之后在霍德华休斯医学院进行博士后研究。
在各种细胞中，包括人类，mRNA是由DNA上的基因携带的信息的一个拷贝体，偶然情况下，mRNA会出现错误，导致携带信息失去作用，细胞能通过一个出色的机制检测出这些异常的mRNAs，并且在细胞中将其降解——这个过程就是基因表达过程中的一个非常重要的质量控制体系。
Baker表示，“在这个RNA生物学领域，过去的研究人员进行了大量的研究，收集得到的数据支持faux 3’ UTR mRNA质量控制模式，从而这一模式也就指导了现有的这一领域的研究”，“然而我们的近期的研究对这一解释提出了质疑，当然会导致许多过于这个重要的细胞过程的重新思考。”
在过去十年期间，研究人员一直对于细胞如何区分“正常”的DNA和那些携带了某些突变类型的DNA，感到疑惑。mRNA传递DNA的遗传编码信息到蛋白合成的“工厂”：核糖体，细胞能识别出突变的mRNA，并阻止它进入核糖体阶段。一旦这些突变被辨认出来，细胞就会降解这些异常的突变mRNA。这个天然过程确保了异常蛋白不会被表达出来。利用一种酵母模式系统，Barker等人对这个mRNA质量控制过程有了一个更好的理解——酵母这一过程与人类细胞十分相似。
他们对于无义介导的mRNA降解的研究不仅为理解基因调控过程中这一重要的步骤提出了一个更深入的理解，而且也许将有助于未来发展出遗传疾病治疗的新策略。许多遗传病变，包括囊性纤维性变（cystic fibrosis，www.ebiotrade.com）都是由于无功能mRNA的识别，以及无义介导的mRNA降解导致的结果。
由于细胞降解了异常的mRNA，就没有蛋白产生，对于遗传性疾病，研究人员假定这也许有利于细胞表达蛋白，即使是其不能完全行使功能。因此这可能对于相比于完全失去功能，具有一些蛋白功能更好的患者而言更有利。囊性纤维性变临床实验目前就是在细胞天然降解过程发生以前产生一些部分具有功能的蛋白。利用Baker等人的发现，研究人员可以更好的理解如何调控异常mRNA的识别过程，帮助mRNA在细胞过程中保留下来，表达蛋白。
Baker表示，“这个发现对于我们了解mRNA功能是至关重要的一步”，“而且这项研究强调了基础生物学与临床生物学的关系：我们对于细胞中基础生物学的了解越多，我们就能更好的指导临床治疗过程。”
生物谷推荐原始出处：
Molecular Cell, Vol 29, 134-140, 18 January 2008
Short Article
Nonsense-Mediated mRNA Decay in Yeast Does Not Require PAB1 or a Poly(A) Tail
Stacie Meaux,1 Ambro van Hoof,1,3, and Kristian E. Baker2,3,
1 Department of Microbiology and Molecular Genetics, University of Texas Health Science Center-Houston, Houston, TX 77030, USA
2 Center for RNA Molecular Biology, Case Western Reserve University, Cleveland, OH 44106, USA
Corresponding author
Ambro van Hoof
ambro.van.hoof@uth.tmc.edu
Corresponding author
Kristian E. Baker
kristian.baker@case.edu
Eukaryotic mRNAs harboring premature translation termination codons are recognized and rapidly degraded by the nonsense-mediated mRNA decay (NMD) pathway. The mechanism for discriminating between mRNAs that terminate translation prematurely and those subject to termination at natural stop codons remains unclear. Studies in multiple organisms indicate that proximity of the termination codon to the 3′ poly(A) tail and the poly(A) RNA-binding protein, PAB1, constitute the critical determinant in NMD substrate recognition. We demonstrate that mRNA in yeast lacking a poly(A) tail can be destabilized by introduction of a premature termination codon and, importantly, that this mRNA is a substrate of the NMD machinery. We further show that, in cells lacking Pab1p, mRNA substrate recognition and destabilization by NMD are intact. These results establish that neither the poly(A) tail nor PAB1 is required in yeast for discrimination of nonsense codon-containing mRNA from normal by NMD.
