清華大學(xué)生命學(xué)院楊雪瑞與廈門大學(xué)Dieter Wolf合作發(fā)現(xiàn)eIF3促進(jìn)翻譯早期延伸的新功能
2020年6月25日，《分子細(xì)胞》（Molecular Cell）雜志在線發(fā)表了題為“eIF3與80S核糖體結(jié)合促進(jìn)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(xué)Dieter Wolf課題組和清華大學(xué)生命學(xué)院楊雪瑞課題組關(guān)于蛋白質(zhì)翻譯調(diào)控的最新合作研究成果。論文鏈接：https://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(20)30388-9
蛋白質(zhì)的翻譯是細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)與機(jī)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(diào)控及分子機(jī)制仍有許多重要問題有待解決。經(jīng)典的理論認(rèn)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(xué)Dieter Wolf課題組和清華大學(xué)楊雪瑞課題組緊密合作，通過對質(zhì)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(guān)鍵的調(diào)控作用，而該調(diào)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(dǎo)致與線粒體和膜功能相關(guān)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(zhì)翻譯質(zhì)量控制因子。eIF3的這一功能與線粒體正常生理機(jī)能的維持和肌肉健康密切相關(guān)。基于此發(fā)現(xiàn)，Wolf研究團(tuán)隊構(gòu)建了eIF3e+/-小鼠模型，并發(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(yán)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(guān)的重大疾?。ㄈ缋夏臧V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(xué)Dieter Wolf教授課題組與清華大學(xué)楊雪瑞課題組合作完成。研究工作結(jié)合了Wolf課題組在翻譯調(diào)控的分子機(jī)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(xué)的積累。廈門大學(xué)藥學(xué)院Dieter Wolf教授、程亞彬助理教授、清華大學(xué)楊雪瑞副教授為論文共同通訊作者。廈門大學(xué)博士生林英英（已畢業(yè)）與清華大學(xué)生命學(xué)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(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究”重點專項、國家自然科學(xué)基金委、清華大學(xué)自主科研項目的資助。清華大學(xué)蛋白質(zhì)研究技術(shù)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。
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