霍华德·休斯医学研究所 转移核糖核酸分子(中心)对于将脱氧核糖核酸中的遗传信息转化为蛋白质至关重要
新的研究给出了tRNA的化学修饰(红色显示)的详细视图，这种化学修饰在导致疾病的生物体中非常重要
信用:木村聪 在遗传学领域，脱氧核糖核酸一直是该节目的主角，但科学家们现在正在揭示一个不太为人知的角色的关键作用:转移核糖核酸
霍华德·休斯医学研究所(HHMI)研究员马修·沃尔多和他的同事在2020年6月8日的《自然化学生物学》杂志上报道说，一种新的方法揭示了转移核糖核酸(tRNA)的结构细节，这种结构细节会对细胞的生理产生深远的影响
他的团队发现了导致霍乱的细菌——霍乱弧菌——中tRNA的化学修饰
他说，这项工作可以帮助科学家为一系列传染病创造新的疗法
“我认为这对新药的开发有深远的影响，”布里格姆妇女医院的微生物学家沃尔多说
例如，这类药物可以阻断对致病细菌生长至关重要的tRNA修饰
更重要的是，治疗将是物种特异性的——它们将只针对病原体，而不伤害人类宿主
沃尔多认为生物化学家木村聪(Satoshi Kimura)认识到了表征病原体中tRNA的潜力，木村聪是他实验室的博士后研究员
“Satoshi在tRNA生物化学方面有着非常强的背景，他意识到，哇，我们甚至不知道霍乱弧菌中tRNA的化学成分是什么
“事实上，tRNA的细节只在少数细菌中得到了充分的描述
霍乱是名单上的第一种病原体
该团队的工作反映了遗传学的一个更广泛的趋势，其中核糖核酸的许多作用正变得更加清晰
在学校里，学生们学习所谓的遗传学中心法则:脱氧核糖核酸携带着基因蓝图，由缩写为A、T、G和C的分子组成
脱氧核糖核酸被复制或转录成信使核糖核酸(它使用铀而不是硫)
核糖核酸被翻译成构成蛋白质的氨基酸
通常，学生们不太了解负责翻译的分子——tRNA
荣誉:霍华德·休斯医学研究所 “但是tRNA比脱氧核糖核酸或基因要复杂得多，”沃尔多说
“它不仅仅是A、G、C和U，它还有其他构件
它有一些奇怪的名字
”(比如奎硫碱和赖氨酸
)近年来，科学家们已经开始了解tRNA是多么重要和灵活
“转移核糖核酸是翻译中必不可少的分子，”木村说
它们携带氨基酸构件，并将它们一个接一个地转移到生长的蛋白质链上
所有生物都有携带特定氨基酸的tRNA分子
这些tRNAs用影响其功能的化学添加物或修饰来修饰
一些修饰对细菌生长至关重要
对这些修饰进行修改的突变会杀死生物体
知道了这一点，木村和沃尔多决定寻找可能用于对抗病毒的tRNA修饰
霍乱弧菌
他们与麻省理工学院的生物工程师皮特·德登合作，他的研究采用化学方法来理解疾病中的核酸生物学
为了快速分析tRNA的修饰，研究小组结合了两种已经使用的方法，RNA质谱和tRNA测序
该组合方法不仅揭示了一种新类型的tRNA修饰(称为acacp3U)
霍乱，但也是一个全新的生化过程，其中胞苷(“C”)被改变为伪尿苷，一种变异的铀
需要进一步的工作来确定这些修饰是否可以作为新的霍乱治疗的目标
沃尔多说，这些发现表明“在这一点上，我们对化学修饰宇宙的理解非常简单。”
“我们对tRNA修饰的化学性质及其生理重要性的了解才刚刚开始
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