德克萨斯大学西南分校的研究人员发现了一种四蛋白复合物，它在产生核糖体(细胞蛋白质工厂的细胞器)以及神经发育障碍中发挥着关键作用。发表在《细胞报告》(Cell Reports)上的这些发现可能会导致操纵核糖体生产的新方法，这可能会影响影响人类健康的各种条件。

“核糖体是生命的基础，但我们对它们是如何组合在一起以及核糖体产生的过程是如何调控的还不完全了解，”主要作者Michael Buszczak博士说，他是分子生物学教授，同时也是德克萨斯大学西南分校Harold C. Simmons综合癌症中心的成员。“我们的发现为这些问题提供了重要的线索。”

Buszczak博士解释说，核糖体在地球上每种生物的每个细胞中都有不同数量的核糖体。他补充说，由于它们是蛋白质生产者的关键角色，与这些自然设定值的变化可能会产生有害的后果。例如，癌细胞倾向于增加核糖体的产量，以促进未经检查的细胞分裂所需的蛋白质产量。此外，一组被称为核糖体病的罕见疾病——以异常核糖体产生为特征——表现出多种症状，包括贫血、颅面缺陷和智力残疾。

尽管每个物种都有核糖体，但大多数关于核糖体生物发生的知识都来自于流行的实验室模型——酵母。Buszczak博士说，这一过程的基本原理与人类核糖体的生物发生是相同的，但具体细节则不同。因此，使人类核糖体产生独特的细节一直是未知的。

为了进一步了解这一过程，Buszczak博士、Buszczak实验室的研究生倪春阳(音译)和他们的同事，包括犹他大学西南大学的分子生物学助理教授吴军博士(音译)，开始开发一种技术，使旧的核糖体发出红色的光，新产生的核糖体发出绿色的光。研究人员在几种不同的人类细胞类型上使用了这种工具，确认每种细胞产生核糖体的速率不同。

利用被称为CRISPR的基因编辑工具，研究人员灭活单个基因，以识别那些可能在核糖体生物发生中起关键作用的基因。他们的研究发现了四个基因，分别是CINP、SPATA5L1、C1orf109和SPATA5。进一步的研究表明，这些基因聚集在一起形成一个复合物，当组装几乎完成时，从核糖体中剥离一个占位蛋白，让不同的蛋白质取代它，使核糖体成熟。

此前，SPATA5在细胞中的功能尚不清楚;然而，该基因的突变与神经发育障碍有关，包括小头症、听力损失、癫痫和智力残疾。当研究人员将其中的两个突变插入细胞，使它们产生一个突变的SPATA5蛋白时，细胞不能产生正常水平的功能性核糖体——这表明这些神经发育障碍可能源于核糖体问题。

Buszczak博士说他和他的同事计划研究为什么中枢神经系统比其他类型的细胞对核糖体破坏更敏感。他补充说，这些发现可能最终导致癌症、核糖体病和其他受蛋白质生产过剩或不足影响的疾病的新治疗方法。

这项研究得到了美国国家普通医学科学研究所(GM125812和GM144043)和西蒙斯癌症中心的资助。

对这项研究做出贡献的其他ut研究人员包括Daniel A. Schmitz、Jeon Lee和Krzysztof Pawłowski。

Buszczak博士是医学研究E.E.和Greer Garson Fogelson学者。吴博士是弗吉尼亚州默奇森林西克姆医学研究学者和德克萨斯州癌症预防与研究所(CPRIT)学者。

关于德州大学西南医学中心

德克萨斯大学西南分校是美国首屈一指的学术医学中心之一，将开创性的生物医学研究与卓越的临床护理和教育结合在一起。该机构的教员获得过6次诺贝尔奖，其中包括25名国家科学院成员，17名国家医学院成员，以及14名霍华德·休斯医学研究所研究人员。2800多名全职教师负责开创性的医学进步，并致力于将科学驱动的研究快速转化为新的临床治疗。德克萨斯大学西南医院的医生在80多个专业为超过11.7万名住院患者提供护理，超过36万例急诊病例，每年监督近300万人次的门诊就诊。