Genes&Development修订核糖体的生成机制

生物通报道：细胞需要通过蛋白来执行功能，而核糖体是细胞中的蛋白工厂，负责生产维持生命所需的全部蛋白。日前加州大学圣迭戈分校的科学家们，阐明了动物细胞中核糖体生产的一个关键环节，这一发现发表在六月二十三日的Genes & Development杂志上。

研究显示，核糖体蛋白的编码基因需要转录因子TRF2进行转录，而不是在蛋白合成中普遍使用的转录因子TBP。这一发现修正了分子生物学教科书中的基础内容，同时也有助于人们进一步理解生长失控的细胞（比如癌症）。在此基础上，研究者们可以想办法通过核糖体的产量对细胞生长加以控制。

细胞中的大量蛋白都在核糖体合成，包括酶、结构蛋白、激素（胰岛素）、免疫组分（抗体）等等。作为细胞中最重要的分子机器，核糖体一直备受世人的关注，2009年的诺贝尔化学奖就颁给了核糖体的结构和功能研究。但迄今为止，人们还不清楚核糖体自身是如何形成的。

在多细胞动物中，核糖体由大约80种不同的蛋白和四种RNA分子组成。1969年科学家们发现，核糖体RNA的合成由专门的系统负责：RNA聚合酶I和RNA聚合酶III。那么，细胞中是否也存在着专门负责核糖体蛋白合成的系统呢？

为此，加州大学的Jim Kadonaga教授领导研究团队进行了研究。他们发现，核糖体蛋白编码基因的转录由转录因子TRF2介导，而不是蛋白合成常用的TBP。这一机制填补了核糖体生成过程中的一个重要空白。（延伸阅读：Nature重要成果：揭秘核糖体的自我组装）

“我们发现，RNA聚合酶II和TRF2因子组成了调控核糖体蛋白合成的专门系统，”Kadonaga说。“对于绝大多数蛋白而言，RNA聚合酶II与TBP因子共同起作用。但核糖体蛋白合成需要的是TRF2。”

“发现这种以TRF2为基础的调控系统，可以帮助人们更好的研究核糖体，”他补充道，“在此基础上，人们可以通过调控核糖体生成，干涉细胞的生长情况。这将成为治疗癌症等相关疾病的潜在新途径。”

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文摘要：

TRF2, but not TBP, mediates the transcription of ribosomal protein genes

The TCT core promoter element is present in most ribosomal protein (RP) genes in Drosophila and humans. Here we show that TBP (TATA box-binding protein)-related factor TRF2, but not TBP, is required for transcription of the TCT-dependent RP genes. In cells, TCT-dependent transcription, but not TATA-dependent transcription, increases or decreases upon overexpression or depletion of TRF2. In vitro, purified TRF2 activates TCT but not TATA promoters. ChIP-seq (chromatin immunoprecipitation [ChIP] combined with deep sequencing) experiments revealed the preferential localization of TRF2 at TCT versus TATA promoters. Hence, a specialized TRF2-based RNA polymerase II system functions in the synthesis of RPs and complements the RNA polymerase I and III systems.