“双向运输”让蛋白到达其位避免疾病

科学家们发现，mRNA能够沿着细胞单向传送，然后登上另一个被恰当命名的马达蛋白，以相反的方向到达其zui终需要去的地方。佐治亚健康科学大学佐治亚医学院（MCG）的细胞生物学家Graydon B. Gonsalvez博士是本文的通讯作者，他称，这是一次相当重要的行程，因为mRNA决定着一个细胞中哪个蛋白发生表达，能将一个脑细胞与肌肉细胞区分开来。“过去一直认为是这样一个相对简单的场景：如果细胞内一个货物需要运到这里，它只在一个轨道上朝那个方向走。”

但是，MCG和剑桥大学的科学家们发现，就像在一条备用的州际公路上驾车旅行的人一样，mRNA需要灵活机动性，来躲避周围路上可能存在的许多障碍，zui终到达正确的位置。Gonsalvez说：“具有反道而行的能力，这一点对于它们zui终到达需要去的地方非常重要。”位置真的就是一切，因为蛋白为了能够正确地运行，需要在一个特定的位置上进行表达。

而太多错误的引导与生命是不相适应的，有少量是好的甚至可能是正常的。但是，在中间的水平上，对健康产生的影响，可能包括老人痴呆症、癌症、多发性硬化症和X染色体易碎症，这能产生轻微到严重的智力损伤，同样也会产生物理特征例如扁平足和瘦长脸。Gonsalvez说：“大多数的人类疾病不是来自一个过程的丧失，而是过程的损害。”

科学家们对双向能力表示怀疑，因为他们能在细胞中看到，两个马达蛋白以相反的方向并排停放。当他们移除当时闲置的、能够朝相反方向运动的马达蛋白时，已经在途中的货物mRNA的传送或定位受到损害。

Gonsalvez说：“我们看到的是，有很多东西能够颠倒轨道。如果它们仅仅能够以一个方向运动，它们会无意中撞到什么东西，就像一个迷路的细胞器一样，会遇到困难。”

一直以来人们认为，马达蛋白将mRNA从细胞骨架上举起或卸下，主要起到一个细胞内部巷道的功能。zui近，Gonsalvez收到来自国立卫生研究院（NIH）140万美元的基金资助，填补这个细胞内行程的其它重要的知识缺口，例如马达蛋白如何知道运送哪个mRNA，因为并不是所有的mRNA都需要被定位。

他把路径系统比作一个邮政编码，认为蛋白是再确认密码，但是在这个例子中，蛋白结合到mRNA上，为了能够行进而使其衰退。他说：“有些东西告诉细胞，这个信使是不同的。”例如，在X染色体易碎症情况下，他怀疑一个或多个应该结合到mRNA上的蛋白失踪了，因此细胞不能告诉信使其需要运动到哪里去。

Gonsalvez想回答的另外一个问题是，既然马达蛋白不直接结合到mRNA上，那么mRNA是如何抓住它的。他说：“这些都不是简单的问题，但应该想到的是，一旦我们知道答案，我们就能知道这是为什么，当你在这个过程中出现一个缺陷，你就将具有一种疾病病理学

他指出，mRNA的运输终生都在发生，然而蛋白具有有限的寿命，因此不能被时常地替换。他的研究模型是相对简单的果蝇，在果蝇中采用可利用的技术，有选择的敲除特定细胞内的马达蛋白。