Nature：针对线粒体核糖体生物发生提出新的见解

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Nature：针对线粒体核糖体生物发生提出新的见解
8 i, T" t3 {% W+ m. l8 |7 c1.        线粒体" z" l  Y0 C' f* X
2.        ATP# r8 v! `$ h* Y: ^8 t3 f' m
3.        线粒体核糖体7 B: E7 I. O0 _5 m0 h* x, b
4.        RBFA
( }* K; r0 t4 |5 o5.        mS37* V- W6 x9 Z# E7 H/ {' h
来源：生物谷原创 2022-06-21 09:49. g% `5 Z) S2 U, I
这些结果为未来更具特异性的抗生素和新型癌症药物开发带来希望
5 w: q5 F* \; g  a1 b! ?在一项新的研究中，来自瑞典卡罗林斯卡学院和斯德哥尔摩大学的研究人员利用先进的显微镜技术，以前所未有的细节观察了细胞的能量工厂---线粒体---用来形成它的蛋白组分的分子机器。这些结果为未来更具特异性的抗生素和新型癌症药物开发带来希望。相关研究结果发表在2022年6月16日的Nature期刊上，论文标题为“Mechanism of mitoribosomal small subunit biogenesis and preinitiation”。! E$ q: F, k/ g% c8 V: q* u
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线粒体是细胞的能量工厂，它将我们食物中的能量转化为细胞中的功能性“能量货币”---三磷酸腺苷（ATP）。它们也有自己的蛋白合成工厂，称为线粒体核糖体（mitoribosome），其外观与细胞质中的核糖体不同。然而，在此之前，人们对线粒体核糖体是如何产生的知之甚少。' K3 t0 p: n0 l' m, e& j
论文共同第一作者、卡罗林斯卡学院医学生物化学与生物物理学系博士后研究员Anas Khawaya说，“我们希望获得线粒体核糖体大亚基组装体的单一快照，但我们的数据揭示了更多意想不到的惊喜。这些观察提供了机会，可以发现线粒体核糖体组装和线粒体功能的其他方面之间的全部串扰。”
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1 N' V1 l- z3 o) v$ }$ C% p7 X. Gpre-SSU-1 and pre-SSU-2状态下的结构，图片来自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04795-x。# b, D% i5 l7 Z- ^8 G* V
通过使用一种叫做低温电镜的技术，这些作者能够描绘出制造线粒体核糖体的复杂分子机器的重要关键角色。其中的一个发现是一种叫做核糖体结合因子A（ribosome-binding factor A, RBFA）的蛋白组分协调了这个过程。线粒体核糖体由两半组成，就像汉堡包一样。他们的分析表明一种叫做mS37的蛋白发出信号，表明这两半可以结合在一起，并准备开始蛋白合成。
4 l) q. U" @, P& Z5 A临床潜力6 i  h; l& a2 c) {  d; ^. p. S
这些研究结果是基础细胞生物学研究的一个例子，但新的知识也能催生医学上的进步，如更有针对性的抗生素。线粒体与细菌相似，目前攻击细菌形成蛋白能力的抗生素也会影响我们的线粒体。
# N8 k" {+ i" k. o8 g9 ^/ _论文共同通讯作者、卡罗林斯卡学院医学生物化学与生物物理学系首席研究员兼小组组长Joanna Rorbach博士说，“虽然细菌和细胞质翻译的机制已经研究了几十年，但我们如今才开始发现线粒体如何产生蛋白。了解细菌和线粒体如何产生核糖体之间的差异，可以让我们设计出更好和更有针对性的抗生素。”' |% m2 T9 X1 P: r2 B1 u: W9 R
这项新的研究是由Rorbach与斯德哥尔摩大学生物化学与生物物理学系的Alexey Amunts及其研究团队一起领导的。* y+ J1 I& P8 X3 S
癌症是另一个未来的目标。与健康细胞不同，癌细胞生长迅速，分裂频繁，这一过程需要形成大量的新蛋白。Rorbach说，“一种可能的方法是积极抑制癌细胞的线粒体核糖体。”（生物谷 Bioon.com）! \: F  w; n2 a* M8 T# u
参考资料：
8 ?! v" l9 w- ?2 c$ X" DYuzuru Itoh et al. Mechanism of mitoribosomal small subunit biogenesis and preinitiation. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04795-x.
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