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近日，来自瑞典卡罗林斯卡学院的科学家们在《自然》杂志上发表论文称，参与阻止肿瘤形成的RNA分子可以改变其结构，从而控制细胞中的蛋白质生成。这一发现具有重要的临床意义，可能有助于开发治疗不同类型癌症的新策略。
信使RNA（mRNA）是蛋白质的编码分子，microRNA对mRNA具有重要的调控作用，但这其中的确切机制仍不清楚，已知的是，microRNAs可以沉默mRNA分子，从而阻止蛋白质的产生。因此，它有可能被用作药物的工具或靶点。
这项研究的领导者，卡罗林斯卡学院的医学生物化学和生物物理学系副教授Katja Petzold说：“进一步理解microRNA如何调节蛋白质生产是很重要的，因为这个过程在许多不同类型的疾病中都会受到干扰，包括癌症。我们的研究首次证明，microRNA-mRNA复合体的结构会发生变化，进而影响细胞产生蛋白质的数量。”
在这项研究中，科学家们关注了一种名为miR-34a的microRNA，它通过间接调节p53蛋白的活性，在癌症中发挥着重要作用。p53蛋白能够阻止癌症的发生，被称为“基因组的守护者”，其功能改变在人类癌症中非常常见。Sirt1蛋白能够使p53蛋白失活，而miR-34a则能够下调编码Sirt1的mRNA。
研究人员利用核磁共振等生物物理方法，解析了miR-34a结合mRNA分子的结构和动力学特征。结果发现，microRNA-mRNA复合体存在于两种不同的结构状态，一种是中度活跃的，占99%，另一种是高度活跃的，占1%。这两种状态可以通过相互转换维持平衡，并且每种状态的占比都可以被外部因素修改。
Katja Petzold解释说：“一旦我们找到了这两种状态转变的开关，就可以把它作为一种药物用于临床，控制特定蛋白质的产生。”
随后的实验证明，除了Sirt1之外，miR-34a也会使用同样的策略来下调其他蛋白的生成。
Katja Petzold实验室的博士生、该研究的第一作者Lorenzo Baronti说：“我们首次揭示了基于结构和动力学的microRNA是如何调控蛋白质输出的，为药物开发开辟了一条全新的途径。”
科界原创
编译：花花
审稿：西莫
责编：张梦
期刊来源：《自然》
期刊编号：0028-0836
原文链接：
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-05/ki-nuo052720.php
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