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 TOS   2020-03-24 13:50   46 人阅读  0 条评论

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最近,暨南大学的张功,王彤和何庆宇等研究小组首次实现了人类细胞中所有基因的翻译延伸率在生理条件下,发现tRNA的丰度决定了翻译速率几乎是唯一因素,而传统上用来预测翻译速率的密码子偏好指数与测得的翻译速率无关。特别是,该研究首次通过实验证据证明癌细胞可以减缓癌基因的翻译速率,从而确保这些基因产物的正确折叠,从而增强癌症表型。相反,癌细胞加速了肿瘤抑制基因的翻译。该速率使其难以正确折叠并削弱其功能,从而维持了癌细胞的恶性表型。 近年来,翻译控制被认为在生物信息流中起着核心作用。早在2001年,Pradet-Balade在一篇评论中指出,翻译中mRNA的测量非常重要。在2011年,Schwanhäusser等人。在《自然》杂志上发表了一篇论文,使用数学模型确认翻译调控占从基因组到蛋白质组的所有调控的一半以上,超过了所有其他调控方法(包括转录调控,mRNA降解调控和蛋白质降解调控)的总和。是当之无愧的监管之王。因此,全球翻译研究尤为重要。但是多年来,由于翻译小组研究的技术难题,该领域的研究进展非常缓慢。 2013年,暨南大学的张功,王彤和何庆玉的团队首次成功地对翻译小组进行了排序。进行了人类细胞中mRNA的全长定量测序。发现具有高翻译起始效率的基因直接调节细胞特异性表。类型。

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作为翻译法规的另一个方面,对翻译扩展率的整体衡量更加困难。 2011年,乔纳森·韦斯曼(Jonathan Weissman)等人使用核糖体分析技术分析了小鼠胚胎干细胞。他们使用了一种药物来防止翻译起始,然后在不同的时间点进行了核糖体分析,以分析核糖体在mRNA上的运动所留下的空白区域。确定所有基因的延伸速率为约5。6个密码子/ s。但是这项研究只能衡量大量基因的平均翻译延伸率,他们的结果表明,不同类型基因的平均延伸率没有显着差异。另外,他们使用药物来防止翻译起始,这是对细胞的严重破坏,导致大约60秒的延迟,因此在生理条件下未观察到延伸。由于这些问题,它们的方法没有什么实际意义,因此没有人使用它来对翻译扩展进行系统的研究。 上面提到的暨南大学团队以不同的方式解决了这个问题。凭借其在全长翻译集测序中的技术优势,他们在同一细胞系上同时执行了mRNA测序(mRNA-seq),全长翻译mRNA测序(RNC-seq)和核糖体分析。 ,Ribo-seq)。无需手动干预细胞的正常生理状态,来自三个主要测序的数据就可以直接计算翻译起始效率(以翻译率TR为特征)和翻译延伸率(以每个基因的延伸率指数EVI表示)在生理条件下)表征)。使用研究团队自行开发的超高精度序列比对算法FANSe2处理测序数据,他们确定了4个细胞(HeLa,HBE,A549,H1299)中8,000个基因的翻译起始效率和EVI。

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他们的研究结果表明,翻译起始效率与翻译扩展率之间存在一定的相关性。没有一个翻译启动效率很高但翻译扩展缓慢的基因,否则它将导致严重的核糖体“交通拥堵”(ribosomejamming)并不必要地浪费翻译资源。 研究人员还发现了另一个有趣的现象,即减缓翻译延伸的基因在不同的细胞中有所不同。是什么原因造成的?自1980年代以来,mRNA的二级结构是否对翻译延伸产生重大影响一直是人们广泛争论的话题。双方都有很多论文,但是基本上没有单个基因的分析。全球结论。吉达的全基因组研究可能会结束这场大辩论:mRNA二级结构的稳定性对全球翻译延伸率没有重大影响。以前,也有人认为带正电荷的氨基酸会减慢翻译延伸速度,但是这项研究证明,在大多数细胞中,

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