清华大学高宁研究员Nature发表新成果 揭示重要的翻译终止机制

在核糖体翻译mRNA的过程中，许多情况都会导致翻译停顿，终止步骤也常常发生。除了细胞编程好的停顿以外，停在mRNA上的核糖体需要被终止和回收，以维持细胞的翻译能力。清华大学和Hirosaki大学的研究人员十二月一日在Nature杂志上发表文章，用冷冻电镜技术揭示了ArfA和RF2介导翻译终止的分子机制。

　　

生物通报道：在核糖体翻译mRNA的过程中，许多情况都会导致翻译停顿，终止步骤也常常发生。除了细胞编程好的停顿以外，停在mRNA上的核糖体需要被终止和回收，以维持细胞的翻译能力。

有很大一部分核糖体停顿来自于缺乏终止密码子的异常mRNA。转录错误、初级转录本错误加工、以及mRNA错误剪切，都会形成缺乏终止密码子的mRNA。停顿在这种mRNA 3’端的核糖体无法走正常的终止程序。对此细菌有专门的救援系统，tmRNA/SmpB介导的反式翻译（trans-translation）能将停顿核糖体转到正常延伸循环并将其终止。有些细菌还具备另外两个不依赖tmRNA起作用的救援系统，ArfA/RF2和ArfB (YaeJ)。

清华大学和Hirosaki大学的研究人员十二月一日在Nature杂志上发表文章，用冷冻电镜技术揭示了ArfA和RF2介导翻译终止的分子机制。文章通讯作者是清华大学生科院的高宁（Ning Gao）研究员和Hirosaki大学的Hyouta Himeno。

研究人员通过冷冻电镜获得了E. coli 70S核糖体结合ArfA、RF2、non-stop mRNA和同源P-site tRNA的高分辨率结构。研究显示，ArfA的C端环占据30S亚基上的mRNA进入通道，N端夹在解码中心和RF2的switch loop之间，带来剧烈的构象改变。RF2的保守GGQ模体准确定位在P-site tRNA的CCA端旁边。这些数据为人们揭示了ArfA和RF2介导翻译终止的分子机制。

去年十月，清华大学生科院的高宁研究员和雷建林教授在Nature Structural & Molecular Biology杂志上发表文章，解析了一种重要的核糖体分解因子。不利的细胞条件往往会使核糖体在mRNA上出现与生产无关的停滞，而这种因子能够在压力条件下挽救这些核糖体。研究显示，大肠杆菌HflX是一种热激诱导的核糖体分解因子，其作用方式与I类释放因子非常相似。（更多详细信息参见：清华高宁研究员连发多篇Nature及子刊文章）

斯坦福大学医学院的研究团队最近发现，mRNA中的m6A会干扰tRNA选择和翻译延伸动态。这项研究发表在一月十一日的Nature Structural & Molecular Biology杂志上，文章的通讯作者是结构生物学家Joseph D. Puglisi教授。（更多详细信息参见：Nature子刊揭示RNA甲基化对翻译的影响）

Yeshiva大学的科学家们此前开发了一个新荧光标记技术，首次确定了蛋白质合成的时间和地点。该技术允许研究者在活细胞中直接观察mRNA分子翻译成蛋白质的过程，有助于揭示蛋白质合成异常引发人类疾病的具体机制。（更多详细信息参见：Science：蛋白质翻译的真相）

作者简介：

高宁 研究员，博士生导师2000 学士 北京大学生物化学及分子生物学系；2006 博士 纽约州立大学Albany分校生物医学；2006-2008 博士后 Howard Hughes Medical Institute, Wadsworth Center, and Columbia University Medical Center；2008年11月--至今 研究员 清华大学生命科学学院

生物通编辑：叶予

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