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德克萨斯大学奥斯汀分校的分子生物学家们解开了双链RNA在正常状态以及疾病状态细胞中重塑机制其中的一个秘密。这一发现有可能对治疗癌症和人体内的病毒产生重要影响。
这项发布在本周《自然》（Nature）杂志上的研究发现在所有生命形式中存在一种古老的酶——DEAD-box蛋白充当了重复利用的“纳米活塞”（nanopistons）。它们利用化学能加压并撬开RNA链，从而使其形成新的结构。
“如果你想将燃料能源与机械能结合驱动链分离，这是一个非常灵活的机制，”文章的共同作者、细胞和分子生物学研究所所长、自然科学学院分子生物学系主任Alan Lambowitz说。
在所有细胞生物体中，RNA对将遗传信息翻译合成蛋白质起至关重要的作用。DEAD-box蛋白是称作“RNA解螺旋酶”的最大的家族。
凯斯西储大学医学院生物化学教授Eckhard Jankowsky说：“人们知道这些酶并不像常规的解旋酶一样发挥功能已有一段时间。新论文提供了重要的信息解析了解链反应运行的机制。它标志着朝着理解RNA生物学中许多步骤的分子机制迈出了重要的一步。”
Lambowitz说当他实验室的博士后研究人员Anna Mallam猜测出DEAD-box组合发挥功能时，便获得了基础的认识。他们发现蛋白质上的一个区域结合到了作为能量来源的ATP分子上，另一个区域则结合到了双链RNA上。
Mallam说：“一旦第二结构域锁定到RNA上，且第一结构域抓住了它的ATP，‘活塞’就会落下。它具有一个锐利边缘在两链之间猛冲，抓住一条链，使之弯曲让道。
Lambowitz、Mallam和他们的同事在酵母的DEAD-box蛋白Mss116p中揭示了这一机制。这一机制对于整个蛋白质家族几乎肯定普遍适用的，因此对于生命的所有区域也是如此。
Lambowitz说：“我们知道每个DEAD-box蛋白都具有相同的结构。它们大概都采用了相同的机制。”
Lambowitz说Mss116p蛋白作为一个普遍的重塑装置尤其有用因为它们能够结合到所有RNA上。
他说：“它识别双链RNA的几何形状。它不在意序列，也不在意特异RNA分子的功能。它只是看着它，结合它，并因为这一原因能够被整合到许多不同的细胞过程中。”
DEAD-box蛋白的这种灵活性对于正常细胞的功能至关重要，细胞依赖于一系列RNA分子开展包括蛋白质合成在内的基本细胞过程。
它也常在癌症和感染中受到劫持，DEAD-box蛋白的过量表达有可能帮助驱动了失控的细胞增殖，而细菌、真菌和病毒等引起的感染则需依赖特异的DEAD-box蛋白进行传播。
Lambowitz说：“这是一个基础科学。其重要意义在于从根本上了解了这一机制是如何运作的。当你在正常细胞过程和疾病进程中了解DEAD-box蛋白如何起作用时，你完全可以开始考虑它们在如癌症和病毒等事物中有可能是如何被靶向的。”
“你甚至可以设想，在遥远的未来，它们如何被整合到人工纳米机器中，用于细胞内外的开关和其他机械设备，”Lambowitz说。
（生物通：何嫱）