京都大学与理化学研究所（RIKEN）的研究人员近日揭示了人类基因组中一个隐藏的调控系统，该系统能够选择性地“静默”那些效率较低的遗传指令。这项于4月9日发表的研究表明，细胞能够区分看似相同但功能表现各异的遗传信息。
几十年来，科学家一直认为同义密码子——即编码相同氨基酸的不同三字母遗传序列——是可以互换的。然而，这项新研究证明，某些密码子在功能上更具优势，而另一些则属于“非最优”密码子，容易被细胞剔除。
DHX29在基因调控中的作用
由竹内理（Osamu Takeuchi）和伊藤拓宏（Takuhiro Ito）领导的研究团队利用全基因组CRISPR筛选技术，找出了负责这一过程的分子机制。他们发现，一种名为DHX29的RNA结合蛋白在识别这些较弱的遗传信息中起着核心作用。
通过冷冻电子显微镜，研究团队观察到DHX29与80S核糖体（负责蛋白质合成的细胞结构）直接相互作用。该蛋白专门针对正在翻译“非最优”密码子的核糖体。
一旦DHX29识别出这些较弱的序列，它便会招募一种名为GIGYF2•4EHP的蛋白质复合物。该复合物会抑制mRNA，从而有效阻止低效蛋白质链的产生。
共同通讯作者吉永正典（Masanori Yoshinaga）表示：“这些发现共同揭示了同义密码子的选择与人体细胞基因表达调控之间直接的分子联系。”
这一发现挑战了人们长期以来对细胞如何管理遗传输出的认知。通过证明密码子的选择直接影响基因表达，研究人员发现了一个新的生物控制层面，这可能会对从细胞分化到癌症发展的各个领域产生深远影响。
团队负责人竹内理表示：“我们一直对细胞如何解读嵌入在遗传密码中的隐藏信息层深感着迷。能够发现让细胞读取并响应这一隐藏密码的分子因子，令我们感到非常有成就感。”
研究团队计划继续深入研究DHX29机制在不同健康状况下的运作方式。他们相信，了解这一质量控制系统最终将有助于揭示细胞如何维持内部平衡，以及如何保护自身免受低效遗传指令的干扰。