很久以前研究人員就已經(jīng)知道，人類細胞中一種特異的蛋白質(zhì)高水平與腫瘤生長相關(guān)，但卻對這一具體機制卻不是很清楚。

    現(xiàn)在，來自加州大學戴維斯分校生命科學學院的研究人員取得了一項突破性的發(fā)現(xiàn)，他們闡明了真核起始因子 4E（eukaryotic initiation factor 4E, eIF4E ）蛋白對促癌信使 RNA 分子起作用的機制。當翻譯之時，這類 mRNA 可以觸發(fā)失控性的細胞復(fù)制，導(dǎo)致惡性腫瘤。

    這項刊登在《PNAS》上的研究解答了一個長達十年的科學謎題，有望加速開發(fā)出只對生長加速細胞起作用，而并非影響所有細胞的高度特異性新型癌癥治療。

    研究人員表示，eIF4E 蛋白是這一細胞信號通路中最重要的一個起始因子，細胞中大量的能量都參與調(diào)控了它的水平和利用率。突然發(fā)現(xiàn)這一功能將導(dǎo)致該領(lǐng)域的觀念發(fā)生重大的轉(zhuǎn)變；人們現(xiàn)在可以嘗試去研究這一新活性，以及它與促生長和癌癥之間的關(guān)系。

    在 30% 的所有主要癌癥中都發(fā)現(xiàn)有 eIF4E 水平升高，該蛋白已經(jīng)成為了藥物研究的一個靶點。 eIF4E 能夠結(jié)合所有 mRNA 的5‘端帽子結(jié)構(gòu)，當前正在對作用于 eIF4E 這一長期已知功能的藥物開展臨床試驗。然而，該蛋白的帽結(jié)合活性并不能完全解釋它與癌癥之間的關(guān)系。

    科學家在研究 mRNA 鏈起點的某一區(qū)域時解開了這一謎題。許多促癌 mRNA 的該區(qū)域遠比典型 mRNA 要復(fù)雜得多。對于這些促癌變異體，在核糖體結(jié)合并開始將遺傳密碼翻譯為氨基酸，構(gòu)建我們的細胞蛋白之前，必須先解開 mRNA 起點的這一高度打結(jié)的區(qū)域（knotted region）。

    通常，這一打結(jié)的區(qū)域可以阻止大多數(shù)的核糖體啟動這一過程，因此促癌 mRNAs 無法得到有效的翻譯。但當存在高水平的 eIF4E 時，4E 結(jié)合一種復(fù)合物激活另一個蛋白 4A,4A 能夠隨后解開這個結(jié)，將遺傳密碼翻譯為蛋白質(zhì)，觸發(fā)腫瘤生長。

    在研究人員純化 eIF4E 大蛋白復(fù)合物的各個元件，并觀察了缺失單個元件的復(fù)合物活性之后，他們?nèi)〉昧诉@一突破。這是科學家第一次看到在這一過程中 4E 刺激了 4A.

    研究人員表示，缺失 4E,該復(fù)合物沒有活性。人們以前沒有在缺失4E的情況下研究它，是因為分離出單個的蛋白質(zhì)元件非常的困難。為了完成這一解結(jié)任務(wù)，維持4E和包含4A的復(fù)合體之間的相互作用至關(guān)重要。如果失去這一聯(lián)系，該復(fù)合物就會停止運轉(zhuǎn)。但如果有許多的4E在細胞中四處漂浮，復(fù)合物失去了一個4E,還能夠輕易地找到另一個。

    現(xiàn)在在 4E 長期已知的帽結(jié)合活性之外，研究人員又補充了它的 4A 刺激及解結(jié)活性。

    研究人員指出，鑒于該蛋白在細胞生理學中的重要性，這一研究發(fā)現(xiàn)一旦得到證實將有可能會修改教科書，事實上近幾十年來關(guān)于它的功能都沒有新的研究發(fā)現(xiàn)。接下來，研究人員計劃研究 4E、4A 和復(fù)合物其余部分協(xié)同作用翻譯 mRNA 的機制。