心脏和骨骼肌中核糖体蛋白的突变导致小鼠心脏收缩力受损

一组研究人员发现，在心脏和骨骼肌中特异性发现的核糖体蛋白突变导致小鼠心脏收缩力受损。

发现该突变会延迟mRNA的翻译速率，导致核糖体碰撞并导致蛋白质折叠异常。然后，异常蛋白质将被细胞的质量控制系统靶向并降解。此外，虽然核糖体蛋白(称为RPL3L)的缺乏改变了整个组织的翻译动力学，但其对与心肌收缩相关的蛋白质的影响最为明显。

这项研究发表在《自然通讯》上，为像核糖体这样基本的分子的动力学提供了新的视角。此外，由于在患有心肌病和心房颤动的人类中发现了RPL3L基因缺陷，研究小组希望他们的新发现能够导致未来的治疗。

为了使细胞产生使身体功能的蛋白质和分子，DNA被转录成信使RNA或mRNA，然后将其用作将氨基酸连接在一起并构建蛋白质的蓝图。蛋白质构建过程的核心是核糖体，它读取mRNA并将该代码翻译成蛋白质。

由于其基本功能，核糖体存在于所有细胞中，并且它们被认为通常是相同的。然而，最近的研究表明核糖体结构存在差异。

“核糖体结构的这些差异已被证明会导致翻译特异性。例如，一些核糖体更擅长产生控制新陈代谢或细胞周期的蛋白质。这是一个称为核糖体异质性的新概念，“领导这项研究的九州大学生物调节医学研究所的Keiichi I. Nakayama解释说。“我们假设组织之间存在这种异质性。在筛选组织特异性核糖体蛋白后，我们发现了一种仅在心脏和骨骼肌中表达的蛋白：RPL3L。

为了阐明RPL3L的功能，研究小组研究了具有突变RPL3L基因的小鼠的心脏。正如预期的那样，超声心动图分析显示他们降低了心脏收缩力。他们的下一步是研究为什么这种突变会导致这种情况。事实证明，RPL3L突变导致对正常心脏功能至关重要的蛋白质的“翻译交通拥堵”。

“我们发现突变的RPL3L会延迟mRNA上脯氨酸和丙氨酸密码子的翻译。这种延迟导致核糖体碰撞，导致蛋白质无法正确折叠，“Nakayama继续说道。“然后，错误折叠的蛋白质将通过其质量控制系统从细胞中清除出来。更重要的是，许多错误折叠的蛋白质都与心脏收缩有关。

研究小组希望通过加深我们对RPL3L等核糖体翻译动力学的理解，他们可以更好地了解其基因突变 - 在扩张型心肌病和心房颤动患者中发现 - 如何导致心脏病。

“我们每天都在生物学和医学领域发展新的理解，即使是像核糖体这样基本的东西。我很高兴看到我们接下来会发现什么，“中山总结道。

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