為了使細胞製造蛋白質,細胞核首先必須發出指令。一旦這些遺傳備忘錄失去作用,它們就會在被稱為加工體的倉庫中被停用。現在的研究表明,這些P-小體與其說是垃圾場,不如說是辦公中心,資訊在那裡被收集、靜默和重新啟用。
信使RNA(mRNA)將DNA中存檔的指令傳遞給核糖體,在那裡它被翻譯成蛋白質。亞利桑那大學的羅伊·帕克解釋說,清除過時的mRNA是必要的,以免它們干擾新的指令。2003年,他和他的團隊發現,當他們用熒光蛋白標記六種mRNA分解酶後,這些酶都集中在酵母細胞的相同點上。人為製造的難以消化的信使RNA在這些點上纏繞,證實了這些P-小體是mRNA死亡的地方。
早期,科學家們懷疑P-小體可能發揮更多的作用,執行比碎紙機更復雜的功能。例如,在酵母P-小體中發現的一種RNA降解蛋白Dhh1p,多年來一直被認為是動物卵細胞中顆粒的關鍵成分。這些顆粒儲存來自母親的mRNA,以幫助產生蛋白質並推動早期胚胎的大部分發育。神經元也有mRNA儲存顆粒,這對記憶的形成至關重要。這些位於突觸附近的顆粒釋放mRNA,以製造增強突觸連線的蛋白質。
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在過去的幾個月裡,帕克的實驗證實了人們對P-小體便利性的懷疑。例如,細胞器可以儲存和部署mRNA來製造蛋白質。在2005年9月1日的《科學》雜誌上,帕克和他的同事報告說,剝奪酵母的葡萄糖會減少蛋白質的製造,導致被稱為多聚核糖體的核糖體複合物數量減少,並增加mRNA向P-小體的輸送。但是,mRNA並沒有被簡單地破壞,而是積累起來。當葡萄糖恢復時,多聚核糖體的數量增加,mRNA消失,表明它們被重新啟用。
帕克說,在哺乳動物中,P-小體“顯然更復雜”。他和他的合作者發現,哺乳動物的P-小體濃縮了Argonaute蛋白1和2,這是RNA干擾機制的關鍵成分,透過RNA干擾,細胞利用小的RNA序列來抑制或破壞特定的mRNA,以改變自身的行為或防禦病毒入侵。加州杜阿爾特希望之城貝克曼研究所的分子生物學家約翰·羅西解釋說,大約三分之一的人類基因組可能受RNA干擾的調節,這兩個團隊的研究“表明P-小體對於RNA干擾一定很重要”。
P-小體的原始作用可能是透過儲存和釋放mRNA來調節翻譯。“重複使用舊分子比生成新分子更快更有效,”羅西指出。帕克認為,P-小體作為信使粉碎機的角色可能是在後來發展起來的,當時細胞可能會發現分解舊的mRNA是有益的。
關於P-小體的機制及其可能影響的生物過程的範圍,仍然有很多未知之處。帕克說,他和他的同事正在開發一個模型,其中P-小體是許多其他mRNA儲存顆粒的祖先,“是細胞如何控制其基因的基本組成部分”。