在最新一期(5月2号)的Nature杂志上,分别来自美国加州大学的Hsieh等和美国达纳法伯癌症实验室管理研究所的Thoreen等利用这一方法分析了受到激酶蛋白mTOR(一个蛋白质合成的关键调控子)调控的“翻译图谱”。
mTOR调控着大量促进细胞周期进程的蛋白质的翻译,异常的mTOR活性与大量的人类尤其是癌症有着密切的关系。这意味着解析这一激酶引导的复杂翻译网络有可能显著增进我们对于基础疾病进程的理解,为更精确的治疗策略铺平道路。
两项新的研究拓展了对于mTOR活性的理解。在这两篇文章中,研究人员分别利用mTOR抑制剂分子PP242 和Torin 1处理人类前列腺癌细胞和小鼠胚胎成纤维细胞,然后对这些细胞进行了核糖体分析。PP242 和Torin 1是一类ATP位点竞争性抑制剂可直接抑制mTOR结合ATP。由于这些药物相比原型mTOR抑制剂雷帕霉素(rapamycin)更能全面抑制mTOR活性,研究人员能够更深入地探究受mTOR抑制影响的mRNAs。Hsieh等和Thoreen等鉴别出了不到200种受影响的蛋白质编码转录物,它们可分为两类。一类mRNA序列特征为在翻译起始位点(TSS)具有一段嘧啶RNA碱基片段,称之为5'TOP,其总是以一个胞嘧啶碱基起始。Hsieh和同事们鉴别出的第二类mRNAs在5'UTR内包含一个嘧啶富集翻译元件(PRTE),然而Thoreen及同事却将这些分子描述为在TSS包含一段5'TOP样的序列。
图1. mTOR的翻译图谱
激酶蛋白mTOR通过调控mRNA翻译成为具有多种细胞功能的蛋白质来整合细胞对于外界刺激的反应。Hsieh等和Thoreen等利用一种称为核糖体分析的技术探究了全基因组水平上受到mTOR调控的mRNAs。通过利用分子PP242或Torin 1抑制mTOR活性,研究人员证实根据RNA碱基的序列特征,可将mTOR-调控的mRNAs分为3种类型(5'TOP,PRTE 或5'TOP样)。然而,也有可能mTOR还调控了包含其他新翻译调控元件(NTRE)的mRNAs的翻译。此外,其他的翻译调控蛋白(TRPs)也可能影响了这些mRNAs类型的翻译。
关键词:Nature mTOR信号 翻译图谱 实验室管理