Genes & Devel：细胞中的“压力小助手”，科学家揭秘核糖体与应激颗粒的奇妙关系

来源：100医药网 2025-09-02 15:04

本文研究揭示了核糖体与应激颗粒之间的复杂关系，特别是uORFs在这一过程中的关键作用，这一发现不仅增进了科学家们对细胞应激反应机制的理解，还为开发新的治疗策略提供了潜在的靶点。

在当今快节奏的生活中，压力似乎无处不在，从工作中的紧张任务到生活中的各种挑战，压力似乎成了我们生活中不可避免的一部分；但你知道吗？细胞也有自己的 压力应对机制 ，当其面临压力时就会启动一种名为 整合应激反应（ISR） 的机制，即会通过抑制翻译、表达应激诱导基因并将mRNA凝聚成应激颗粒来进行应对。

然而，应激颗粒与应激诱导基因表达之间的关系一直是个谜。近日，一篇发表在国际杂志Genes Development上题为 Ribosome association inhibits stress-induced gene mRNA localization to stress granules 的研究报告中，来自密歇根大学等机构的科学家们通过研究揭示了核糖体与应激颗粒之间的复杂关系。

这项研究中，研究人员旨在探讨核糖体与应激颗粒之间的关系，特别是上游开放阅读框（uORFs）在这一过程中的作用。他们使用了人类U-2 OS细胞系进行研究，这些细胞系能稳定表达绿色荧光蛋白标记的G3BP1（GFP-G3BP1），并用于检测应激颗粒。实验中，研究人员将细胞暴露于250 M的砷酸钠中45分钟来诱导应激颗粒的形成，随后使用一系列小分子翻译抑制剂（比如rocaglamide A、harringtonine、puromycin和emetine）来研究其对mRNA与应激颗粒相互作用的影响。实验流程包括单分子荧光原位杂交（smFISH）、多聚体分析、活细胞成像和荧光等技术。

压力诱导基因ATF4和GADD34在亚砷胁迫下会发生表达上调

研究结果表明，减少核糖体与mRNA的结合会增加应激诱导基因mRNA向应激颗粒的定位，而增加核糖体结合则会抑制这种定位；特别是，含有uORFs的mRNA报告基因在核糖体依赖的方式下会减少其向应激颗粒的定位。研究人员还发现，单个起始核糖体足以阻止应激颗粒的形成并抑制mRNA与已形成的应激颗粒的结合，因此，uORF介导的核糖体结合或会抑制应激诱导基因mRNA向应激颗粒的定位，这就揭示了uORFs在限制RNA凝聚中的新作用。

综上，本文研究揭示了核糖体与应激颗粒之间的复杂关系，特别是uORFs在这一过程中的关键作用，这一发现不仅增进了科学家们对细胞应激反应机制的理解，还为开发新的治疗策略提供了潜在的靶点，诸如癌症和神经退行性疾病等许多与应激颗粒相关的疾病或会通过调节ISR来治疗；此外，研究人员还提出了一个有趣的可能性，即核糖体或会通过与uORFs的结合来抑制mRNA的凝聚从而调节基因表达，这一发现为未来的研究提供了新的方向，特别是在探索核糖体在基因表达调控中的作用方面。（100yiyao.com）

参考文献：

Noah S. Helton,Benjamin Dodd,Stephanie L. Moon. , Genes Development (2025). DOI:10.1101/gad.352899.125

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