核糖体是细胞中使用信使rna指令合成功能性蛋白质的机器。每个细胞中有成千上万的核糖体，它们大多忠实地处理指令。但有时核糖体会在有缺陷的mRNA分子上受阻或停滞。
查希尔圣路易斯华盛顿大学的新研究表明，细胞监测核糖体碰撞，以确定问题的严重程度，以及当事情开始出错时，如何最好地应对。
艺术与科学生物学副教授Hani Zaher实验室的研究发表在《分子细胞》杂志上。
“细胞有两种应激反应的方法，它们是由核糖体相互碰撞的相同信号触发的，”Zaher说。“然而，核糖体拯救和mRNA降解的质量控制机制反应更迅速，以解决问题和防止过早激活综合应激反应。
“只有在细胞耗尽质量控制系统的能力后，它们才会通过激活应激反应来关闭整个翻译系统，”Zaher说。
Leo Yan是一名生物学研究生，也是这项研究的第一作者，他使用了一个与人类在COVID-19大流行期间经历相关的类比。
“综合压力反应就像一个城市进入全面封锁状态，”严说。“如果你只有10个病例，你不会想站出来告诉市政府，‘让他们静下心来，什么都不做’，或者让所有的生产力停滞不前。你希望城市有一个系统来评估压力的严重程度，并根据其严重程度来处理它。
“我们论文的价值在于描述系统内的动态，细胞可以使用这些动态来评估压力水平——从局部的、个体的事件，到需要关闭整个转换机制的事件，”他说。
Yan和Zaher发现，细胞利用核糖体之类的传感器来提醒它们周围环境的变化。
科学家们使用药物和基因操作来改变核糖体的速度和密度，提供了令人信服的证据，表明两种主要的应激反应都是在核糖体碰撞时被激活的。
当核糖体分布均匀，很少相互碰撞时，细胞就知道条件很好。当一些核糖体相互碰撞时，细胞就会意识到有问题，并要求质量控制因子来解决碰撞。当许多核糖体相互碰撞时，细胞就会进入高度警戒状态，关闭细胞活动。
“这两条路径之间存在着交流，”Zaher说。“原因是，即使综合应激反应是一种有利于生存的途径，它是以关闭细胞为代价的。不要过早地激活它，除非你确定有问题。”
研究人员使用酵母模型系统进行了观察，但他们说，这些发现也适用于哺乳动物细胞。在人类中，整合应激反应信号的失调与疾病有关，包括糖尿病、癌症和神经退行性疾病，如阿尔茨海默病和帕金森病。
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://source.wustl.edu/2020/12/seeking-to-avoid-full-lockdown-cells-monitor-ribosome-collisions/