Sci:肠道内壁上的细胞快速加工食物机制 半小时增产蛋白

顾汉现

Science：重大突破！揭示肠道内壁上的细胞快速加工食物机制

半小时增产蛋白

2017-08-27 09:34

图片来自Weizmann Institute of Science。

2017年8月27日/生物谷BIOON/---每次我们吞咽食物时，位于肠道内壁上的细胞必须突然地和急剧地增加它们的活性。在一项新的研究中，来自以色列魏茨曼科学研究学院的研究人员指出它们以一种最为经济的方式应对这一挑战。相关研究结果于2017年8月10日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Global mRNA polarization regulates translation efficiency in the intestinal epithelium”。

在商业或工程中，当必须尽快地开展生产时，人们就应立刻作出决定。这可能涉及立即投入所有的资源，利用现有的设备增加产量，或者首先投入所有的资源给工厂装备上合适的机器。后者可能似乎是一种不那么高效的生产方法，但是在某些情形下，它事实上能够极大地加快生产速度。Shalev Itzkovitz博士和他在魏茨曼科学研究学院分子细胞生物学系的团队发现这正是肠道内壁采用的方法。

肠道内壁是单层细长的细胞，这层细胞在它的狭窄的一边上与食物接触，而且在它的另一边上与血液接触。这层细胞因而在它的一边上吸收营养物，并将这些营养物释放到它的另一边上的血液中。这些研究人员发现这层细胞的两边在信使RNA（mRNA）组成上存在差异：大约30%的在肠道中表达的基因出现在这层细胞的一边上或另一边上。他们发现核糖体（即蛋白制造工厂）含量在这两边上也存在差异：面向食物的那一边上的核糖体数量是面向血液的那一边上的两倍；因此，面向食物的那一边上的蛋白制造更加高效。

这些研究人员进一步发现每当食物进入肠道重，肠道内壁上的细胞立即通过增加核糖体的产生作出反应，特别是在面向食物的那一边上。为此，这层细胞将大量的携带制造核糖体的遗传密码的mRNA派遣到面向食物的那一边上。随后，这一边密集地产生各种各样的加工食物所需的蛋白。

Itzkovitz解释道，“在一天的大多数时间里，肠道内壁上的细胞仅是无所事事，但是一旦食物进入肠道，它们必须马上行动起来。为了产生新的蛋白，利用DNA产生新的mRNA分子需要这些细胞花费大约半个小时的时间。不过，它们能够通过将编码某些蛋白的mRNA分子派送到这层细胞的富含核糖体的那一边上，在几分钟内增加这些蛋白的产生。这种策略能够让它们以一种快速而又高效的方式应对食物的到达。”

除了为针对细胞的“经济学”开展新的研究打开大门之外，这些发现可能具有医学上的影响，这是因为肠道内壁在吸收营养物和保护身体中发挥着重要的作用。如今，人们有可能研究mRNA不能够进入这层细胞的正确的一边上，或者说mRNA在这层细胞的两边之间的不平衡，是否在结肠炎、克罗恩病和肠道癌等疾病中发挥着作用。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Andreas E. Moor, Matan Golan, Efi E. Massasa et al. Global mRNA polarization regulates translation efficiency in the intestinal epithelium. Science, Published online: 10 Aug 2017, doi:10.1126/science.aan2399

http://science.sciencemag.org/co ... /09/science.aan2399

http://news.bioon.com/article/6708944.html



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