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蛋白質(zhì)需要以復(fù)雜的方式相互作用，才能從前體分子在人體細(xì)胞中產(chǎn)生所謂的“信使 RNA”（mRNA）。 mRNA為蛋白質(zhì)提供了藍(lán)圖； 第一種針對冠狀病毒的疫苗也是基于 mRNA。 來自馬丁路德大學(xué) Halle-Wittenberg (MLU) 和 Martinsried 的馬克斯普朗克生物化學(xué)研究所 (MPI) 的一個團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了 mRNA 生產(chǎn)中必不可少的最后一步是如何精確運(yùn)作的。 該研究發(fā)表在《 基因與發(fā)展》上。

蛋白質(zhì)負(fù)責(zé)身體的所有基本過程。   從某種意義上說，人類基因組中的基因充當(dāng)了它們的構(gòu)建指令。  然而，在產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)之前，需要一個中間步驟：“首先必須轉(zhuǎn)錄 DNA：產(chǎn)生鏈狀前體 RNA，它是 DNA 的精確拷貝。由此，需要幾個步驟來產(chǎn)生成熟的mRNA。這個過程對于細(xì)胞構(gòu)建新蛋白質(zhì)至關(guān)重要，”來自 MLU 的生物化學(xué)家 Elmar Wahle 教授說，他與 MPI 生物化學(xué)的結(jié)構(gòu)生物學(xué)專家 Elena Conti 教授一起領(lǐng)導(dǎo)了該團(tuán)隊(duì)。

在這個復(fù)雜的過程中沒有出錯的余地——即使是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的最小變化也會損害其功能并導(dǎo)致疾病的發(fā)展。

科學(xué)家們已經(jīng)知道參與讀取 DNA 并將其轉(zhuǎn)錄成前體 RNA 的蛋白質(zhì)。  然而，到目前為止，人們對產(chǎn)生成熟 mRNA 過程中的一個重要子步驟還只是模糊地了解。  首先，mRNA 前體的鏈在特定點(diǎn)被切割以產(chǎn)生均勻的產(chǎn)物。  然后，一條長分子鏈，即所謂的聚（A）尾，連接到鏈的一端。   這確保了mRNA不會在細(xì)胞中再次直接降解，對于蛋白質(zhì)合成也很重要。

Halle 和 Martinsried 的研究人員聯(lián)手更密切地研究了 mRNA 生產(chǎn)的這些最后步驟。  為此，MLU 的團(tuán)隊(duì)首先在試管中重新創(chuàng)建了該過程。  科學(xué)家們必須從 80 種可能的候選者中挑選出正確的蛋白質(zhì)。在兩種反應(yīng)發(fā)生之前，它們必須以正確的比例與前體 RNA 混合。 MPI 的研究人員使用低溫電子顯微鏡更詳細(xì)地研究了這一過程。我們基本上復(fù)制了正常細(xì)胞中的條件，盡管自然過程可能更加復(fù)雜，十六種蛋白質(zhì)參與產(chǎn)生最終分子。  這個過程是普遍的，會影響身體中的每一個細(xì)胞和每一個 mRNA 分子。

在旁注中，用于生產(chǎn)輝瑞/Biontech 和 Moderna 疫苗的過程要簡單得多，根據(jù)相同的原理創(chuàng)建 mRNA，但與人類細(xì)胞相比，使用非常簡單的酶和復(fù)雜的轉(zhuǎn)化可以避免進(jìn)入成熟 mRNA 的前體。