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科学家揭开人类DNA中隐藏的“第二层”
一种新发现的细胞系统可监测遗传编码的细微变化，暗示对基因表达方式的隐藏控制水平。人类 DNA 将生命指令存储在仅由四个核苷酸构建的序列中。这些指令以称为密码子的三字母组形式读取，每个密码子告诉细胞要[...]
来源:SciTech日报一种新发现的细胞系统可监测遗传编码的细微变化，暗示对基因表达方式的隐藏控制水平。
人类 DNA 将生命指令存储在仅由四个核苷酸构建的序列中。这些指令以称为密码子的三字母组形式读取，每个密码子告诉细胞在构建蛋白质时要添加哪些氨基酸。由于多个密码子可以指定相同的氨基酸，因此这些替代拼写曾经被认为大部分是可以互换的。
该视图已更改。科学家现在知道，其中一些同义密码子有助于信使 RNA 或 mRNA 保持稳定并有效翻译，而另一些则不然。实际上，两个基因序列可以编码相同的蛋白质，但在细胞内的行为仍然不同。富含非最佳密码子的 mRNA 翻译效率较低，并且通常分解得更快，但人类细胞用于检测这种差异的机制尚不清楚。
京都大学和 RIKEN 的研究人员在竹内修 (Osamu Takeuchi) 和伊藤卓宏 (Takuhiro Ito) 的带领下，着手解决这个难题。他们的工作表明，一种名为 DHX29 的蛋白质是细胞用来读取这一隐藏的遗传信息层的系统的关键部分。
分子机制可视化
研究小组从全基因组 CRISPR 筛选开始，寻找参与密码子依赖性基因表达的因子。该研究确定了 RNA 结合蛋白 DHX29 是一个中央调节因子。后续 RNA 测序表明，当 DHX29 丢失时，富含非最佳密码子的 mRNA 会积累，表明该蛋白质通常有助于控制这些转录本。
使用冷冻电子显微镜，研究小组观察了 DHX29 如何直接与 80S 核糖体相互作用。他们还应用选择性核糖体分析来确定与 DHX29 相关的核糖体正在读取哪些密码子。
对生物学和疾病的更广泛影响
DOI：10.1126/science.adw0288
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