【1】Cell Stem Cell：新發(fā)現(xiàn)！核糖體裝配對于造血干細胞的再生非常重要！

doi：10.1016/j.stem.2021.02.008

近日，一項刊登在國際雜志Cell Stem Cell上的研究報告中，來自費城兒童醫(yī)院等機構(gòu)的科學家們通過研究識別出了通過核糖體組裝進行造血干細胞（HSC，hematopoietic stem cell）再生的關(guān)鍵基因，核糖體是細胞中的蛋白質(zhì)制造工廠，其能將mRNA序列轉(zhuǎn)化成為氨基酸序列；本文研究結(jié)果強調(diào)了合適的蛋白質(zhì)裝配對于干細胞再生的重要性，并識別出了潛在的靶點有望幫助開發(fā)治療核糖體病變（ribosomopathies）及誘發(fā)骨髓衰竭的兒童障礙的新型療法。

研究者Wei Tong表示，盡管此前研究結(jié)果表明，影響核糖體裝配的突變與參與骨髓功能障礙的人類疾病的發(fā)生直接相關(guān)，但我們并不清楚造血干細胞中核糖體裝配被調(diào)節(jié)的分子機制以及其是如何誘發(fā)疾病發(fā)生的。文章中，研究人員識別出了能阻止核糖體在哺乳動物細胞中進行合適裝配進行誘發(fā)造血干細胞不足的分子機制，這或許有望未來開發(fā)新型的疾病干預(yù)策略。

【2】Nat Chem Biol：在核糖體中發(fā)現(xiàn)一個新的抗生素結(jié)合位點

doi：10.1038/s41589-020-0578-x

由斯科爾科沃科學技術(shù)研究院( Skolkovo Institute of Science and Technology)科學家Ilya Osterman、Petr Sergiev、Olga Dontsova和漢堡大學的Daniel Wilson領(lǐng)導(dǎo)的一組來自俄羅斯、德國和美國的科學家研究了tetracenomycin X阻斷細菌中蛋白質(zhì)合成的機制。他們發(fā)現(xiàn)它的作用不同于著名的四環(huán)素，這為克服細菌的抗生素耐藥性提供了良好的前景。

細菌對抗生素的耐藥性是現(xiàn)代醫(yī)療保健的主要問題之一。細菌和抗生素開發(fā)商之間的對抗就像一場軍備競賽，在這場競賽中，人們幾乎跟不上微小的寄生蟲。許多傳統(tǒng)的抗生素對新菌株已經(jīng)不起作用，所以科學家們必須想出新的方法?？股氐淖饔猛ǔＶ荚谧柚辜毦钪匾幕钚赃^程：核酸、蛋白質(zhì)和細胞壁的合成。新的抗生素通常與它們之前的產(chǎn)品相似，所以細菌遲早會找到對付它們的武器。

【3】Science論文解讀！新研究揭示人類線粒體核糖體形成機制

doi：10.1126/science.abe0763

在一項新的研究中，來自瑞典斯德哥爾摩大學、卡羅琳斯卡研究所、美國國家糖尿病、消化及腎臟疾病研究所、邁阿密大學、芬蘭赫爾辛基大學和英國紐卡斯爾大學的研究人員利用英國鉆石光源（Diamond Light Source）電子生物成像中心（electron Bio-Imaging Centre）的低溫電子顯微鏡（cryo-EM）首次揭示了人體中的能量制造者是如何形成的。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Science期刊上。

這篇論文報告了對人類線粒體中膜錨定蛋白（membrane-tethered protein）合成的分子機制的深入了解。這是對人類線粒體核糖體（mitoribosome ）如何運作的一個基本的新認識，可以解釋線粒體如何受到突變和功能失調(diào)的影響，從而導(dǎo)致耳聾等障礙和包括癌癥在內(nèi)的疾病。線粒體是細胞內(nèi)的細胞器，在我們的身體中充當著微小但強大的能量工廠。它們利用我們吸入的氧氣和我們吃的食物的衍生物來產(chǎn)生90%以上的能量，因此有效地支持我們的生命。線粒體對心臟、肝臟、肌肉和大腦等高能量需求的器官尤為重要。比如，每個心肌細胞近40%是由線粒體組成的。

【4】Science：癌細胞通過增加核糖體蛋白產(chǎn)生來促進乳腺癌轉(zhuǎn)移

doi：10.1126/science.aay0939

激素受體陽性乳腺癌可通過血液中的循環(huán)腫瘤細胞（CTC）在全身擴散，最終到達身體遠端部位并形成轉(zhuǎn)移性腫瘤。在一項新的研究中，來自美國麻省總醫(yī)院癌癥中心和哈佛醫(yī)學院的研究人員報道核糖體增加會提升CTC形成轉(zhuǎn)移瘤的潛力。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Science期刊上。

核糖體是在每個活細胞中發(fā)現(xiàn)的蛋白制造工廠。他們的觀察結(jié)果表明乳腺癌患者血液中富集的一個CTC亞群具有較高的核糖體蛋白（ribosomal protein）水平，而且它們的存在與增加的疾病侵襲性和較差的臨床結(jié)果有關(guān)。重要的是，這一發(fā)現(xiàn)還表明，破壞核糖體功能并抑制癌細胞生長的靶向藥物組合減慢了乳腺癌在小鼠模型中的擴散。

【5】Science：在神經(jīng)元突起中，單核糖體偏好性地翻譯突觸mRNA

doi：10.1126/science.aay4991

RNA測序和原位雜交揭示了神經(jīng)元樹突和軸突中存在意想不到的大量RNA種類，而且許多研究已經(jīng)記錄了蛋白在這些區(qū)室中的局部翻譯。在信使RNA（mRNA）的翻譯過程中，多個核糖體可以同時占據(jù)單個mRNA（一種稱為多核糖體的復(fù)合物），從而導(dǎo)致編碼蛋白的多個拷貝產(chǎn)生。多核糖體通常在電子顯微鏡圖片中被識別為由三個或三個以上的核糖體組成的核糖體簇。多核糖體已在神經(jīng)元樹突中檢測到，但是令人吃驚的是，鑒于存在于樹突和軸突中的mRNA多樣性，多核糖體并不常見。在神經(jīng)元突起（neuronal processes，分為樹突和軸突）中，翻譯的特征和機制尚未詳細探討，這部分上是因為樹突和軸突相對難以接近。

在一項新的研究中，來自德國馬克斯普朗克腦研究所的研究人員研究了一組多樣化的神經(jīng)元蛋白如何可能由在體積較小的突觸中存在的有限數(shù)量的多核糖體合成。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Science期刊上。為了適應(yīng)神經(jīng)元的復(fù)雜形態(tài)，它們將mRNA和核糖體定位在突觸附近，以便在局部產(chǎn)生蛋白。然而，在神經(jīng)元突起的電子顯微鏡圖片中檢測到的多核糖體（蛋白翻譯的活性位點）的相對稀缺表明局部蛋白合成的能力相當有限。為了可視化觀察體內(nèi)局部蛋白產(chǎn)生的能力，這些研究人員在嚙齒動物海馬體神經(jīng)元突起中分析了積極翻譯的mRNA。

【6】eLife：核糖體也能調(diào)控基因的表達？

doi：10.7554/eLife.45396

來自Stowers醫(yī)學研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)了人體細胞中核糖體的一種新功能，即存在破壞正常mRNA的功能?！昂荛L一段時間以來，很多人都認為核糖體是細胞中生產(chǎn)蛋白質(zhì)的分子機器，”Stowers助理研究員Ariel Bazzini博士說?！艾F(xiàn)在有越來越多的證據(jù)表明核糖體同時具有調(diào)節(jié)基因表達的能力?！弊罱趀Life雜志上發(fā)表的這些研究結(jié)果可以進一步了解mRNA的作用以及人類疾病中基因錯誤調(diào)節(jié)的原因。

越來越多的證據(jù)表明，核糖體也在影響正確加工的mRNA的穩(wěn)定性（生命）中發(fā)揮作用，從而成為調(diào)節(jié)mRNA穩(wěn)定性，mRNA水平和蛋白質(zhì)產(chǎn)生的關(guān)鍵因素。這一現(xiàn)象此前已在酵母，大腸桿菌和斑馬魚等生物中得到了證實。在這項研究中，研究人員表明，核糖體也會影響人類細胞系中的mRNA穩(wěn)定性。

【7】Nat Commun：抑制核糖體再生是治療多階段癌癥的新方法

doi：10.1038/s41467-019-10100-8

近90%的癌癥患者的死亡是由于轉(zhuǎn)移。烏普薩拉大學(Uppsala University)的一項研究表明，新核糖體的合成有助于癌細胞轉(zhuǎn)移。核糖體是產(chǎn)生蛋白質(zhì)的細胞成分。該研究結(jié)果為晚期癌癥的新治療策略開辟了新的可能性，于近日發(fā)表在Nature Communications雜志上。當腫瘤進展到晚期時，它們會分化，變得更具侵略性，并失去原始組織的特征。它們還具有遷移能力，使腫瘤能夠擴散或轉(zhuǎn)移到身體的遠處，最終導(dǎo)致患者死亡。

對于上皮腫瘤的轉(zhuǎn)移，腫瘤細胞會經(jīng)歷一個稱為上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)的過程，這允許細胞發(fā)展遷移能力。在EMT過程中，細胞也失去了增殖能力，變得更像干細胞。這種顯著的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致了侵襲性的增強和逃避包括激素治療在內(nèi)的多種癌癥治療的能力。在本研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)合成新的核糖體可以輔助EMT，這些核糖體可以合成細胞功能所需的蛋白質(zhì)。因此，他們的研究認為核糖體的生物發(fā)生可能不僅僅是一個促增殖的過程。

【8】Sci Rep：重大發(fā)現(xiàn)！核糖體或能夠?qū)Ⅲw細胞轉(zhuǎn)化為多能干細胞！

doi：10.1038/s41598-018-20057-1

2012年，日本科學家發(fā)現(xiàn)，當引入乳酸菌（嗜酸乳桿菌）時就能使得人類皮膚細胞獲得多能性，如今來自熊本大學的同一個研究團隊再次發(fā)現(xiàn)，細胞中合成蛋白質(zhì)的細胞器—核糖體，能夠?qū)Ⅲw細胞轉(zhuǎn)化成為多能干細胞，相關(guān)研究刊登于國際雜志Scientific Reports上。

長期以來，科學家們一直認為，脊椎動物的皮膚細胞和神經(jīng)細胞經(jīng)歷著不同的分化過程，且這些細胞無法轉(zhuǎn)分化為其它類型的細胞，然而當研究人員Sir John Gurdon成功開發(fā)出核移植實驗及Shinya Yamanaka發(fā)現(xiàn)iPS細胞后，就意味著已經(jīng)達到分化終點的細胞還能夠被操控得以再分化，能被強行分化成為新型細胞的成熟細胞往往被認為是重編程細胞，在成熟細胞中表達四種次級因子，就能驅(qū)動iPS細胞重編程，這些ips能夠被人工制造，而且自然狀態(tài)下并不會在機體中存在。

【9】Leukemia：核糖體缺失或會誘發(fā)惡性白血病發(fā)生

doi：10.1038/leu.2016.370

20%至40%的多發(fā)性骨髓瘤患者都會存在核糖體的缺失，而且相比核糖體完好無損的患者而言，這些缺失核糖體的患者往往預(yù)后較差，但同時其對當前存在的治療性藥物反應(yīng)較好，來自魯汶大學的研究人員在國際雜志Leukemia上發(fā)表了這項最新的研究結(jié)果。

多發(fā)性骨髓瘤也被稱之為卡勒氏病，其是一種血液癌癥，即骨髓中的漿細胞開始發(fā)生惡性增殖，目前該病沒有有效的治療手段，而且在老年人群中經(jīng)常發(fā)生，目前多種療法僅能暫時抑制患者的病情，但研究者最大的挑戰(zhàn)就是確定患者對哪種療法反應(yīng)最好。文章中研究人員發(fā)現(xiàn)在多發(fā)性骨髓瘤患者機體中會缺失核糖體，核糖體是細胞的蛋白工廠，20%至40%的患者僅會產(chǎn)生一部分核糖體，當然這依賴于癌癥的惡性程度。

【10】Nat Commun：核糖體圖譜分析揭示疾病表型的分子基礎(chǔ)

doi：10.1038/ncomms8200

近日，來自德國的科學家在國際學術(shù)期刊Nature Communication發(fā)表了一項最新研究進展，對于疾病相關(guān)基因的調(diào)控過程提出了新的見解。他們利用一種新技術(shù)在蛋白合成水平對基因的調(diào)控過程進行了觀察研究，相比于傳統(tǒng)方法只能檢測基因表達和轉(zhuǎn)錄，通過這種方法可以幫助捕獲更多的單基因調(diào)控過程。

當一個基因得到閱讀，其隱藏在DNA“語言'中的蛋白編碼藍圖就會在細胞核內(nèi)通過轉(zhuǎn)錄的方式傳遞到RNA?？茖W家們已經(jīng)在這一水平上發(fā)現(xiàn)了許多基因調(diào)控差異，但對于全部基因來說，我們做的還遠遠不夠。在這篇文章中，來自德國，荷蘭等多個國家的研究人員在翻譯水平對基因調(diào)控問題進行了研究。蛋白質(zhì)翻譯發(fā)生在細胞核之外的細胞質(zhì)中，在翻譯過程中，RNA序列被翻譯成氨基酸序列，并在細胞的蛋白質(zhì)合成“工廠”--核糖體中組裝成蛋白質(zhì)。