【1】Cell Stem Cell：新發(fā)現(xiàn)！核糖體裝配對(duì)于造血干細(xì)胞的再生非常重要！
doi：10.1016/j.stem.2021.02.008
近日，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Cell Stem Cell上的研究報(bào)告中，來(lái)自費(fèi)城兒童醫(yī)院等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)研究識(shí)別出了通過(guò)核糖體組裝進(jìn)行造血干細(xì)胞（HSC，hematopoietic stem cell）再生的關(guān)鍵基因，核糖體是細(xì)胞中的蛋白質(zhì)制造工廠，其能將mRNA序列轉(zhuǎn)化成為氨基酸序列；本文研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了合適的蛋白質(zhì)裝配對(duì)于干細(xì)胞再生的重要性，并識(shí)別出了潛在的靶點(diǎn)有望幫助開(kāi)發(fā)治療核糖體病變（ribosomopathies）及誘發(fā)骨髓衰竭的兒童障礙的新型療法。
研究者Wei Tong表示，盡管此前研究結(jié)果表明，影響核糖體裝配的突變與參與骨髓功能障礙的人類疾病的發(fā)生直接相關(guān)，但我們并不清楚造血干細(xì)胞中核糖體裝配被調(diào)節(jié)的分子機(jī)制以及其是如何誘發(fā)疾病發(fā)生的。文章中，研究人員識(shí)別出了能阻止核糖體在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中進(jìn)行合適裝配進(jìn)行誘發(fā)造血干細(xì)胞不足的分子機(jī)制，這或許有望未來(lái)開(kāi)發(fā)新型的疾病干預(yù)策略。
【2】Nat Chem Biol：在核糖體中發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的抗生素結(jié)合位點(diǎn)
doi：10.1038/s41589-020-0578-x
由斯科爾科沃科學(xué)技術(shù)研究院( Skolkovo Institute of Science and Technology)科學(xué)家Ilya Osterman、Petr Sergiev、Olga Dontsova和漢堡大學(xué)的Daniel Wilson領(lǐng)導(dǎo)的一組來(lái)自俄羅斯、德國(guó)和美國(guó)的科學(xué)家研究了tetracenomycin X阻斷細(xì)菌中蛋白質(zhì)合成的機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)它的作用不同于著名的四環(huán)素，這為克服細(xì)菌的抗生素耐藥性提供了良好的前景。
細(xì)菌對(duì)抗生素的耐藥性是現(xiàn)代醫(yī)療保健的主要問(wèn)題之一。細(xì)菌和抗生素開(kāi)發(fā)商之間的對(duì)抗就像一場(chǎng)軍備競(jìng)賽，在這場(chǎng)競(jìng)賽中，人們幾乎跟不上微小的寄生蟲(chóng)。許多傳統(tǒng)的抗生素對(duì)新菌株已經(jīng)不起作用，所以科學(xué)家們必須想出新的方法?？股氐淖饔猛ǔＶ荚谧柚辜?xì)菌最重要的活性過(guò)程：核酸、蛋白質(zhì)和細(xì)胞壁的合成。新的抗生素通常與它們之前的產(chǎn)品相似，所以細(xì)菌遲早會(huì)找到對(duì)付它們的武器。
【3】Science論文解讀！新研究揭示人類線粒體核糖體形成機(jī)制
doi：10.1126/science.abe0763
在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自瑞典斯德哥爾摩大學(xué)、卡羅琳斯卡研究所、美國(guó)國(guó)家糖尿病、消化及腎臟疾病研究所、邁阿密大學(xué)、芬蘭赫爾辛基大學(xué)和英國(guó)紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的研究人員利用英國(guó)鉆石光源（Diamond Light Source）電子生物成像中心（electron Bio-Imaging Centre）的低溫電子顯微鏡（cryo-EM）首次揭示了人體中的能量制造者是如何形成的。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Science期刊上。
這篇論文報(bào)告了對(duì)人類線粒體中膜錨定蛋白（membrane-tethered protein）合成的分子機(jī)制的深入了解。這是對(duì)人類線粒體核糖體（mitoribosome ）如何運(yùn)作的一個(gè)基本的新認(rèn)識(shí)，可以解釋線粒體如何受到突變和功能失調(diào)的影響，從而導(dǎo)致耳聾等障礙和包括癌癥在內(nèi)的疾病。線粒體是細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞器，在我們的身體中充當(dāng)著微小但強(qiáng)大的能量工廠。它們利用我們吸入的氧氣和我們吃的食物的衍生物來(lái)產(chǎn)生90%以上的能量，因此有效地支持我們的生命。線粒體對(duì)心臟、肝臟、肌肉和大腦等高能量需求的器官尤為重要。比如，每個(gè)心肌細(xì)胞近40%是由線粒體組成的。
【4】Science：癌細(xì)胞通過(guò)增加核糖體蛋白產(chǎn)生來(lái)促進(jìn)乳腺癌轉(zhuǎn)移
doi：10.1126/science.aay0939
激素受體陽(yáng)性乳腺癌可通過(guò)血液中的循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）在全身擴(kuò)散，最終到達(dá)身體遠(yuǎn)端部位并形成轉(zhuǎn)移性腫瘤。在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)麻省總醫(yī)院癌癥中心和哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員報(bào)道核糖體增加會(huì)提升CTC形成轉(zhuǎn)移瘤的潛力。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Science期刊上。
核糖體是在每個(gè)活細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的蛋白制造工廠。他們的觀察結(jié)果表明乳腺癌患者血液中富集的一個(gè)CTC亞群具有較高的核糖體蛋白（ribosomal protein）水平，而且它們的存在與增加的疾病侵襲性和較差的臨床結(jié)果有關(guān)。重要的是，這一發(fā)現(xiàn)還表明，破壞核糖體功能并抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)的靶向藥物組合減慢了乳腺癌在小鼠模型中的擴(kuò)散。
【5】Science：在神經(jīng)元突起中，單核糖體偏好性地翻譯突觸mRNA
doi：10.1126/science.aay4991
RNA測(cè)序和原位雜交揭示了神經(jīng)元樹(shù)突和軸突中存在意想不到的大量RNA種類，而且許多研究已經(jīng)記錄了蛋白在這些區(qū)室中的局部翻譯。在信使RNA（mRNA）的翻譯過(guò)程中，多個(gè)核糖體可以同時(shí)占據(jù)單個(gè)mRNA（一種稱為多核糖體的復(fù)合物），從而導(dǎo)致編碼蛋白的多個(gè)拷貝產(chǎn)生。多核糖體通常在電子顯微鏡圖片中被識(shí)別為由三個(gè)或三個(gè)以上的核糖體組成的核糖體簇。多核糖體已在神經(jīng)元樹(shù)突中檢測(cè)到，但是令人吃驚的是，鑒于存在于樹(shù)突和軸突中的mRNA多樣性，多核糖體并不常見(jiàn)。在神經(jīng)元突起（neuronal processes，分為樹(shù)突和軸突）中，翻譯的特征和機(jī)制尚未詳細(xì)探討，這部分上是因?yàn)闃?shù)突和軸突相對(duì)難以接近。
在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自德國(guó)馬克斯普朗克腦研究所的研究人員研究了一組多樣化的神經(jīng)元蛋白如何可能由在體積較小的突觸中存在的有限數(shù)量的多核糖體合成。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Science期刊上。為了適應(yīng)神經(jīng)元的復(fù)雜形態(tài)，它們將mRNA和核糖體定位在突觸附近，以便在局部產(chǎn)生蛋白。然而，在神經(jīng)元突起的電子顯微鏡圖片中檢測(cè)到的多核糖體（蛋白翻譯的活性位點(diǎn)）的相對(duì)稀缺表明局部蛋白合成的能力相當(dāng)有限。為了可視化觀察體內(nèi)局部蛋白產(chǎn)生的能力，這些研究人員在嚙齒動(dòng)物海馬體神經(jīng)元突起中分析了積極翻譯的mRNA。
【6】eLife：核糖體也能調(diào)控基因的表達(dá)？
doi：10.7554/eLife.45396
來(lái)自Stowers醫(yī)學(xué)研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)了人體細(xì)胞中核糖體的一種新功能，即存在破壞正常mRNA的功能?！昂荛L(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，很多人都認(rèn)為核糖體是細(xì)胞中生產(chǎn)蛋白質(zhì)的分子機(jī)器，”Stowers助理研究員Ariel Bazzini博士說(shuō)?！艾F(xiàn)在有越來(lái)越多的證據(jù)表明核糖體同時(shí)具有調(diào)節(jié)基因表達(dá)的能力?！弊罱趀Life雜志上發(fā)表的這些研究結(jié)果可以進(jìn)一步了解mRNA的作用以及人類疾病中基因錯(cuò)誤調(diào)節(jié)的原因。
越來(lái)越多的證據(jù)表明，核糖體也在影響正確加工的mRNA的穩(wěn)定性（生命）中發(fā)揮作用，從而成為調(diào)節(jié)mRNA穩(wěn)定性，mRNA水平和蛋白質(zhì)產(chǎn)生的關(guān)鍵因素。這一現(xiàn)象此前已在酵母，大腸桿菌和斑馬魚(yú)等生物中得到了證實(shí)。在這項(xiàng)研究中，研究人員表明，核糖體也會(huì)影響人類細(xì)胞系中的mRNA穩(wěn)定性。
【7】Nat Commun：抑制核糖體再生是治療多階段癌癥的新方法
doi：10.1038/s41467-019-10100-8
近90%的癌癥患者的死亡是由于轉(zhuǎn)移。烏普薩拉大學(xué)(Uppsala University)的一項(xiàng)研究表明，新核糖體的合成有助于癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移。核糖體是產(chǎn)生蛋白質(zhì)的細(xì)胞成分。該研究結(jié)果為晚期癌癥的新治療策略開(kāi)辟了新的可能性，于近日發(fā)表在Nature Communications雜志上。當(dāng)腫瘤進(jìn)展到晚期時(shí)，它們會(huì)分化，變得更具侵略性，并失去原始組織的特征。它們還具有遷移能力，使腫瘤能夠擴(kuò)散或轉(zhuǎn)移到身體的遠(yuǎn)處，最終導(dǎo)致患者死亡。
對(duì)于上皮腫瘤的轉(zhuǎn)移，腫瘤細(xì)胞會(huì)經(jīng)歷一個(gè)稱為上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)的過(guò)程，這允許細(xì)胞發(fā)展遷移能力。在EMT過(guò)程中，細(xì)胞也失去了增殖能力，變得更像干細(xì)胞。這種顯著的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致了侵襲性的增強(qiáng)和逃避包括激素治療在內(nèi)的多種癌癥治療的能力。在本研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)合成新的核糖體可以輔助EMT，這些核糖體可以合成細(xì)胞功能所需的蛋白質(zhì)。因此，他們的研究認(rèn)為核糖體的生物發(fā)生可能不僅僅是一個(gè)促增殖的過(guò)程。
【8】Sci Rep：重大發(fā)現(xiàn)！核糖體或能夠?qū)Ⅲw細(xì)胞轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞！
doi：10.1038/s41598-018-20057-1
2012年，日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)引入乳酸菌（嗜酸乳桿菌）時(shí)就能使得人類皮膚細(xì)胞獲得多能性，如今來(lái)自熊本大學(xué)的同一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)再次發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞中合成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器—核糖體，能夠?qū)Ⅲw細(xì)胞轉(zhuǎn)化成為多能干細(xì)胞，相關(guān)研究刊登于國(guó)際雜志Scientific Reports上。
長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們一直認(rèn)為，脊椎動(dòng)物的皮膚細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞經(jīng)歷著不同的分化過(guò)程，且這些細(xì)胞無(wú)法轉(zhuǎn)分化為其它類型的細(xì)胞，然而當(dāng)研究人員Sir John Gurdon成功開(kāi)發(fā)出核移植實(shí)驗(yàn)及Shinya Yamanaka發(fā)現(xiàn)iPS細(xì)胞后，就意味著已經(jīng)達(dá)到分化終點(diǎn)的細(xì)胞還能夠被操控得以再分化，能被強(qiáng)行分化成為新型細(xì)胞的成熟細(xì)胞往往被認(rèn)為是重編程細(xì)胞，在成熟細(xì)胞中表達(dá)四種次級(jí)因子，就能驅(qū)動(dòng)iPS細(xì)胞重編程，這些ips能夠被人工制造，而且自然狀態(tài)下并不會(huì)在機(jī)體中存在。
【9】Leukemia：核糖體缺失或會(huì)誘發(fā)惡性白血病發(fā)生
doi：10.1038/leu.2016.370
20%至40%的多發(fā)性骨髓瘤患者都會(huì)存在核糖體的缺失，而且相比核糖體完好無(wú)損的患者而言，這些缺失核糖體的患者往往預(yù)后較差，但同時(shí)其對(duì)當(dāng)前存在的治療性藥物反應(yīng)較好，來(lái)自魯汶大學(xué)的研究人員在國(guó)際雜志Leukemia上發(fā)表了這項(xiàng)最新的研究結(jié)果。
多發(fā)性骨髓瘤也被稱之為卡勒氏病，其是一種血液癌癥，即骨髓中的漿細(xì)胞開(kāi)始發(fā)生惡性增殖，目前該病沒(méi)有有效的治療手段，而且在老年人群中經(jīng)常發(fā)生，目前多種療法僅能暫時(shí)抑制患者的病情，但研究者最大的挑戰(zhàn)就是確定患者對(duì)哪種療法反應(yīng)最好。文章中研究人員發(fā)現(xiàn)在多發(fā)性骨髓瘤患者機(jī)體中會(huì)缺失核糖體，核糖體是細(xì)胞的蛋白工廠，20%至40%的患者僅會(huì)產(chǎn)生一部分核糖體，當(dāng)然這依賴于癌癥的惡性程度。
【10】Nat Commun：核糖體圖譜分析揭示疾病表型的分子基礎(chǔ)
doi：10.1038/ncomms8200
近日，來(lái)自德國(guó)的科學(xué)家在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Nature Communication發(fā)表了一項(xiàng)最新研究進(jìn)展，對(duì)于疾病相關(guān)基因的調(diào)控過(guò)程提出了新的見(jiàn)解。他們利用一種新技術(shù)在蛋白合成水平對(duì)基因的調(diào)控過(guò)程進(jìn)行了觀察研究，相比于傳統(tǒng)方法只能檢測(cè)基因表達(dá)和轉(zhuǎn)錄，通過(guò)這種方法可以幫助捕獲更多的單基因調(diào)控過(guò)程。
當(dāng)一個(gè)基因得到閱讀，其隱藏在DNA“語(yǔ)言'中的蛋白編碼藍(lán)圖就會(huì)在細(xì)胞核內(nèi)通過(guò)轉(zhuǎn)錄的方式傳遞到RNA?？茖W(xué)家們已經(jīng)在這一水平上發(fā)現(xiàn)了許多基因調(diào)控差異，但對(duì)于全部基因來(lái)說(shuō)，我們做的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。在這篇文章中，來(lái)自德國(guó)，荷蘭等多個(gè)國(guó)家的研究人員在翻譯水平對(duì)基因調(diào)控問(wèn)題進(jìn)行了研究。蛋白質(zhì)翻譯發(fā)生在細(xì)胞核之外的細(xì)胞質(zhì)中，在翻譯過(guò)程中，RNA序列被翻譯成氨基酸序列，并在細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成“工廠”--核糖體中組裝成蛋白質(zhì)。
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