密歇根大学的最新研究揭示了细胞在分子危机中的管理机制。
这项研究由密歇根大学医学院人类遗传学系助理教授Stephanie Moon博士实验室主导。Moon团队长期研究细胞应激反应机制。
在健康细胞中，大多数RNA分子被核糖体覆盖——这些微型"工厂"负责将RNA中的遗传指令转化为细胞功能所需的蛋白质。
当细胞遭遇热应激、毒素或炎症等挑战时，包括蛋白质合成在内的多数细胞过程会暂时关闭以维持生存。核糖体通常在此阶段从RNA上脱离，导致这些未受保护的RNA聚集形成称为"应激颗粒"的团块，作为临时存储场所。
但某些应对压力的mRNA需要持续表达以帮助细胞恢复。Moon形象地比喻："这些特殊mRNA就像急救车辆驶向高速公路事故现场，能够迅速响应。常规交通（其他mRNA）在危机期间被引导离路（进入颗粒）"。
此前研究对这些关键mRNA是否以及如何避免进入应激颗粒存在分歧：既有观点认为翻译过程能将其排除，也有研究发现这些mRNA能在颗粒内部进行翻译。
发表于《基因与发育》期刊的研究首次证明，这些关键mRNA通过与核糖体相互作用实现逃逸。研究通讯作者Noah Helton团队利用化学抑制剂、单分子成像等技术手段发现：上游开放阅读框（uORFs）通过促进核糖体招募，帮助特定mRNA维持或吸引核糖体结合。
实验显示，移除uORFs会导致核糖体结合丧失，使RNA更易进入应激颗粒。令人意外的是，即便只有一个核糖体附着就能保护mRNA免于颗粒化。
"此前学界认为需要多个核糖体像珠链般排列才能形成保护屏障，"共同作者Benjamin Dodd解释道，"但这项研究证明单个核糖体就足以阻止颗粒形成"。
研究还发现，仅6个核苷酸的改变就能驱使mRNA进入颗粒。这些基础发现为开发维持异常应激反应相关疾病（如ALS、癌症）蛋白质合成的新疗法提供了理论基础。
Helton表示："我们期待深入探索uORFs与RNA的相互作用机制，阐明单个核糖体如何阻止mRNA形成应激颗粒"。
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