清華新聞網(wǎng)6月30日電 6月25日，《分子細胞》（Molecular Cell）期刊在線發(fā)表了題為“eIF3與80S核糖體結合促進翻譯延伸、線粒體穩(wěn)態(tài)及肌肉健康“（eIF3 Associates with 80S Ribosomes to Promote Translation Elongation, Mitochondrial Homeostasis, and Muscle Health）的研究論文，報道了廈門大學迪特?伍爾夫（Dieter Wolf）課題組和清華大學生命學院楊雪瑞課題組關于蛋白質翻譯調控的最新合作研究成果。
蛋白質的翻譯是細胞內基因表達與機體維持正常生理功能的基本過程，然而對于翻譯各階段的基因特異性精密調控及分子機制仍有許多重要問題有待解決。經(jīng)典的理論認為，真核翻譯起始因子eIF3在翻譯起始階段具有重要功能。廈門大學迪特?伍爾夫課題組和清華大學楊雪瑞課題組緊密合作，通過對質譜及核糖體分析（ribosome profiling）等大數(shù)據(jù)的深度挖掘與解析，發(fā)現(xiàn)一個意料之外的原創(chuàng)成果，即eIF3在翻譯的早期延伸階段也起到關鍵的調控作用，而該調控功能主要作用于一組2000多個mRNA在前75個密碼子的翻譯延伸速度，這導致與線粒體和膜功能相關的蛋白合成缺陷。他們的研究表明，eIF3在翻譯早期延伸階段與80S核糖體相互作用，并招募蛋白質翻譯質量控制因子。eIF3的這一功能與線粒體正常生理機能的維持和肌肉健康密切相關。基于此發(fā)現(xiàn)，伍研究團隊構建了eIF3e+/-小鼠模型，發(fā)現(xiàn)這些小鼠在骨骼肌中積累了大量有缺陷的線粒體，并逐漸顯示出肌力下降和運動能力的嚴重削弱。
eIF3在翻譯起始、延伸和新生蛋白靶向過程中的作用模型
本論文揭示了真核生物翻譯過程中重要的起始因子家族eIF3的新功能，并利用eIF3e缺陷小鼠模型證明eIF3對維持線粒體的生理功能和小鼠肌肉健康具有重要意義。eIF3對線粒體功能的重要作用也為一些與線粒體相關的重大疾病（如老年癡呆、帕金森綜合征及惡性腫瘤等）在未來的研究及臨床藥物開發(fā)提供了新的思路和方向。
本論文由廈門大學迪特?伍爾夫教授課題組與清華大學楊雪瑞課題組合作完成。研究工作結合了伍爾夫課題組在翻譯調控的分子機制研究方面的成果與楊雪瑞課題組在翻譯組大數(shù)據(jù)深度挖掘與解析方法學方面的積累。廈門大學藥學院教授迪特?伍爾夫、助理教授程亞彬，清華大學生命學院副教授楊雪瑞為論文共同通訊作者。廈門大學博士生林英英（已畢業(yè)）與清華大學生命學院博士生李發(fā)金為共同第一作者。楊雪瑞課題組的研究工作得國家重點研發(fā)計劃“精準醫(yī)學研究”重點專項、國家自然科學基金委、清華大學自主科研項目的資助。清華大學蛋白質研究技術中心基因測序平臺及生物計算平臺對本課題的研究提供了大力支持。
論文鏈接：
https://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(20)30388-9
供稿：生命學院
編輯：李華山
審核：程曦
