蛋白质需要以复杂的方式相互作用，才能从前体分子在人体细胞中产生所谓的“信使 RNA”(mRNA)。mRNA为蛋白质提供了蓝图;第一种针对的疫苗也是基于 mRNA。来自马丁路德大学 Halle-Wittenberg (MLU) 和 Martinsried 的马克斯普朗克生物化学研究所 (MPI) 的一个团队发现了 mRNA 生产中必不可少的最后一步是如何精确运作的。该研究发表在“基因与发展”上。
蛋白质负责身体的所有基本过程。从某种意义上说，人类基因组中的基因充当了它们的构建指令。然而，在产生新的蛋白质之前，需要一个中间步骤：“首先必须转录 DNA：产生链状前体 RNA，它是 DNA 的精确拷贝。由此，需要几个步骤来产生成熟的mRNA。这个过程对于细胞构建新蛋白质至关重要，”来自 MLU 的生物化学家 Elmar Wahle 教授说，他与 MPI 生物化学的结构生物学专家 Elena Conti 教授一起领导了该团队。
在这个复杂的过程中没有出错的余地——即使是蛋白质结构的最小变化也会损害其功能并导致疾病的发展。“mRNA 不仅决定蛋白质的结构，还决定蛋白质的产量。因此，精确控制其结构也很重要，”Wahle 补充道。科学家们已经知道参与读取 DNA 并将其转录成前体 RNA 的蛋白质。然而，到目前为止，人们对产生成熟 mRNA 过程中的一个重要子步骤还只是模糊地了解。首先，mRNA 前体的链在特定点被切割以产生均匀的产物。然后，一条长分子链，即所谓的聚(A)尾，连接到链的一端。
Halle 和 Martinsried 的研究人员联手更密切地研究了 mRNA 生产的这些最后步骤。为此，MLU 的团队首先在试管中重新创建了该过程。科学家们必须从 80 种可能的候选者中挑选出正确的蛋白质。在两种反应发生之前，它们必须以正确的比例与前体 RNA 混合。MPI 的研究人员使用低温电子显微镜更详细地研究了这一过程。“我们基本上复制了正常细胞中的条件，尽管自然过程可能更加复杂，”Wahle 解释说。十六种蛋白质参与产生最终分子。“这个过程是普遍的，会影响身体中的每一个细胞和每一个 mRNA 分子，”来自生物化学 MPI 的 Felix Sandmeir 说。
在旁注中，用于生产辉瑞/Biontech 和 Moderna 疫苗的过程要简单得多：“根据相同的原理创建 mRNA，但与人类细胞相比，使用非常简单的酶和复杂的转化可以避免进入成熟 mRNA 的前体，”Wahle 总结道。
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