Cell揭示独特的翻译调控机制

　　

生物通报道：植物被昆虫攻击或者遇到严酷的气候条件时，是无法起身逃避的。因此它们需要快速应答压力性事件，然后在事件平息之后迅速恢复“正常”。

北卡罗莱纳州立大学的研究人员在本期Cell杂志上发表文章，在分子水平上揭示了植物控制乙烯释放的一种独特机制。乙烯是一种重要的气态应激激素，能够响应各种内部和环境刺激， 调控植物生长和刺激果实成熟。植物的乙烯应答一直是科学家们研究的热点，在过去的几十年里人们已经确定了一条相对成熟的信号通路。

北卡罗莱纳州立大学的Anna Stepanova和Jose Alonso在文章中指出，乙烯启动了一种独特的基因表达机制——基因特异性翻译调控。在分子生物学的中心法则中，遗传信息从DNA、RNA流向蛋白。编码在DNA中的遗传指令转录为mRNA，然后翻译生成执行特定功能的蛋白。（延伸阅读：eLife：“通读”终止密码子非常普遍）

当植物感受到乙烯的存在时，就会起始一个特殊基因的转录，该基因编码的蛋白相当于乙烯信号传导的“断路器”。不过该基因的翻译程序受到了限制，直到乙烯消失才能开始蛋白合成。“也就是说这些基因生成了mRNA并将其储存起来，遗传信息并没有立刻流向蛋白合成，”Stepanova说。

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“植物细胞通过这种机制快速应答乙烯，随后又迅速恢复正常，”Alonso补充道。

进一步研究表明，关键信号分子EIN2是乙烯应答过程的一个基本组分。EIN2可以结合乙烯“断路器”EBF2，阻止它进行蛋白合成，以免过早影响乙烯应答的活性。

这项研究通过全基因组核糖体印记（ribosome footprinting），揭示了一种基因特异性翻译控制机制。虽然这些工作主要针对的是乙烯，但研究人员认为其它植物激素也可能有类似的作用机制。此外，这项研究还有助于人们进行基因工程改造，获得品质更高的农作物。

 

生物通编辑：叶予

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