缺氧是實(shí)體癌的內(nèi)在特征 可重編程核糖體RNA的甲基化

阿拉巴馬州伯明翰——缺氧——組織缺乏足夠的氧氣供應(yīng)——是實(shí)體癌腫瘤的一個(gè)特征，這使得它們具有高度侵襲性和耐藥性。研究細(xì)胞如何通過(guò)改變新陳代謝來(lái)適應(yīng)這一關(guān)鍵應(yīng)激源，從而在缺氧環(huán)境中生存，對(duì)于更好地了解腫瘤的生長(zhǎng)和擴(kuò)散非常重要。

阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校病理學(xué)教授拉杰夫薩曼特博士領(lǐng)導(dǎo)的研究人員現(xiàn)在報(bào)告說(shuō)，令人驚訝的是，慢性缺氧可以上調(diào)核糖核酸聚合酶的活性，改變核糖體核糖核酸的甲基化模式。核糖體RNA上這些變化的表觀遺傳標(biāo)記似乎形成了一個(gè)特殊的核糖體文庫(kù)，可以差異調(diào)節(jié)信使RNA的翻譯。

這支持了生物學(xué)中長(zhǎng)期爭(zhēng)論的假設(shè)，即核糖體蛋白質(zhì)工廠可以根據(jù)壓力重新編程，以支持某些蛋白質(zhì)的生產(chǎn)。

核糖體是由核糖體RNA和核糖體蛋白組成的大分子機(jī)器，哺乳動(dòng)物細(xì)胞中可能多達(dá)1000萬(wàn)個(gè)。他們依次讀取一個(gè)信使核糖核酸，它指示核糖體將20個(gè)不同氨基酸中的特定氨基酸添加到一個(gè)不斷折疊的肽鏈中，折疊形成一個(gè)完整的蛋白質(zhì)。信使核糖核酸是這種蛋白質(zhì)的脫氧核糖核酸基因的拷貝，攜帶著這種基因的信息，可以從染色體到核糖體構(gòu)建蛋白質(zhì)。

在UAB研究中作為模型的缺氧乳腺腫瘤、乳腺上皮和乳腺上皮細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)RNA聚合酶I的活性顯著增加是出乎意料的，因?yàn)镽NA聚合酶I是唯一用于產(chǎn)生核糖體RNA的RNA聚合酶。嚴(yán)格的規(guī)范。人們可能希望缺氧細(xì)胞想通過(guò)減少核糖體RNA的合成來(lái)節(jié)省能量，而不是增加能量。然而，與UAB研究人員在缺氧細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的RNA聚合酶I的增加一致，小鼠缺氧模型細(xì)胞系和自發(fā)性腫瘤缺氧區(qū)域中的核糖體生物發(fā)生也增加，這通過(guò)核仁的增加和另一項(xiàng)測(cè)試來(lái)測(cè)量。

但是這些新的核糖體與在正常氧氣水平下生長(zhǎng)的細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的核糖體不同嗎？

定義特殊核糖體的主要挑戰(zhàn)之一是缺乏一種方法來(lái)選擇性地分離可能具有功能多樣性的核糖體亞群。為了選擇性地分離亞組，UAB團(tuán)隊(duì)提取了一種叫做血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子-C的蛋白質(zhì)，它帶有信使核糖核酸，已知可以促進(jìn)血管生成。已知缺氧會(huì)觸發(fā)血管生成和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子-C表達(dá)的增加。此外，缺氧時(shí)，VEGF-C信使RNA由一個(gè)替代的核糖體進(jìn)入點(diǎn)翻譯，該點(diǎn)由內(nèi)部核糖體進(jìn)入點(diǎn)或IRES序列控制。

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