Cell综述：蛋白合成差异与组织稳态

蛋白质合成（protein synthesis）是指生物按照从脱氧核糖核酸（DNA）转录得到的信使核糖核酸（mRNA）上的遗传信息合成蛋白质的过程，这个过程虽说保守性高，但是包括体细胞，干细胞在内多种细胞也具有不同的调控方式，可以说是具有细胞类型特异性。这些差异对于构建和维持细胞识别，细胞功能和组织稳态，抑制肿瘤作用等多种差异具有重要意义。

近期Cell杂志以“Cellular Differences in Protein Synthesis Regulate Tissue Homeostasis”为题，介绍了这一方面的研究进展，并概述了不同细胞蛋白合成对组织平衡，以及抑癌和促癌的影响。

比如来自加州大学的研究人员发现Myc能加强蛋白合成，使得细胞的形态增大，并且加剧细胞分裂，使细胞变为不依赖细胞分裂周期靶位而无限制复制下去。此外，当蛋白过度合成的情况得到缓解恢复正常水平后，过度表达Myc的癌前细胞就会被机体的细胞凋亡程序清除干净。

Myc致癌基因具有调控几种蛋白的合成，包括核糖体蛋白，翻译起始因子蛋白，RNA聚合酶Ⅲ和核糖体DNA。Myc致癌基因增强这些蛋白的表达量会导致发生一系列的癌变。

在核糖体进入位点上有个蛋白合成的“开关”，Myc活动过强就会导致这个开关不受控制，导致细胞无限制地有丝分裂，发生癌变。细胞内也发生一系列变化，基因组失去稳定性。

这表明翻译控制发生的变化会影响基因表达，基因组的稳定性，翻译控制发生变化还可能诱发细胞癌变。

还有此前来自剑桥大学Welcome-Trust干细胞研究所等处的研究人员揭示出了胚胎干细胞维持多能性和进行分化的一种博弈机制，指出在从去稳定基态多能性转变为细胞系分化提交的过程中，存在一种细胞内源性作用机制。

研究结果表明，在从去稳定基态多能性转变为细胞系分化提交的过程中，存在一种细胞内源性作用机制，并且Tfe3阶段特异性亚细胞重定位，则表明Flcn-Fnip1/2有助于体内多能性外胚层的发育。

另外关于肿瘤与癌症，一项研究发现人类细胞中一种特异的蛋白质高水平与肿瘤生长相关，这种蛋白就是真核起始因子 4E（eukaryotic initiation factor 4E， eIF4E ）。

eIF4E 蛋白是细胞信号通路中最重要的一个起始因子，细胞中大量的能量都参与调控了它的水平和利用率。科学家在研究 mRNA 链起点的某一区域时发现许多促癌 mRNA 的该区域远比典型 mRNA 要复杂得多。对于这些促癌变异体，在核糖体结合并开始将遗传密码翻译为氨基酸，构建我们的细胞蛋白之前，必须先解开 mRNA 起点的这一高度打结的区域（knotted region）。

通常，这一打结的区域可以阻止大多数的核糖体启动这一过程，因此促癌 mRNAs 无法得到有效的翻译。但当存在高水平的 eIF4E 时，4E 结合一种复合物激活另一个蛋白 4A，4A 能够随后解开这个结，将遗传密码翻译为蛋白质，触发肿瘤生长。