阿拉巴馬州伯明翰——缺氧——組織缺乏足夠的氧氣供應(yīng)——是實體癌腫瘤的一個特征，這使得它們具有高度侵襲性和耐藥性。研究細(xì)胞如何通過改變新陳代謝來適應(yīng)這一關(guān)鍵應(yīng)激源，從而在缺氧環(huán)境中生存，對于更好地了解腫瘤的生長和擴(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)在報告說，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)記似乎形成了一個特殊的核糖體文庫，可以差異調(diào)節(jié)信使RNA的翻譯。
這支持了生物學(xué)中長期爭論的假設(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，哺乳動物細(xì)胞中可能多達(dá)1000萬個。他們依次讀取一個信使核糖核酸，它指示核糖體將20個不同氨基酸中的特定氨基酸添加到一個不斷折疊的肽鏈中，折疊形成一個完整的蛋白質(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，因為RNA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)胞想通過減少核糖體RNA的合成來節(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，這通過核仁的增加和另一項測試來測量。
但是這些新的核糖體與在正常氧氣水平下生長的細(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)隊提取了一種叫做血管內(nèi)皮生長因子-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。已知缺氧會觸發(fā)血管生成和血管內(nèi)皮生長因子-C表達(dá)的增加。此外，缺氧時，VEGF-C信使RNA由一個替代的核糖體進(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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