Science：你的DNA有一个秘密的第二密码，决定哪些基因被沉默

人类DNA是由由四个核苷酸组成的三个字母单位的长序列构成的。这些被称为密码子的单位告诉细胞在构建蛋白质时使用哪种氨基酸。虽然几个不同的密码子可以编码相同的氨基酸，但这通常被视为遗传系统中的简单冗余。

然而，越来越多的研究表明，这些所谓的同义密码子并不真正相等。一些密码子使mRNA分子更稳定，更容易被细胞翻译成蛋白质，使它们更有效。其他被认为非最佳的，导致较弱的翻译，更有可能被破坏。到目前为止，科学家们还没有完全了解人类细胞是如何识别和响应这些效率较低的密码子的。

科学家寻找细胞的“质量控制”系统

为了调查这个问题，由Osamu Takeuchi和Takuhiro Ito领导的来自京都大学和RIKEN的研究小组进行了一系列旨在揭示细胞如何处理密码子效率的实验。

他们首先进行全基因组CRISPR筛选，以确定与密码子依赖性基因表达相关的因素。这种方法指出一种叫做DHX29的rna结合蛋白是关键因素。后续RNA测序允许研究人员检查整体mRNA活性，揭示当DHX29缺失时，含有非最佳密码子的mRNA的丰度增加。

DHX29如何检测和抑制弱遗传信息

利用低温电子显微镜，研究小组能够观察到DHX29如何与80S核糖体（负责蛋白质生产的细胞机器）物理相互作用。使用选择性核糖体分析的进一步分析表明，DHX29更可能与读取非最佳密码子的核糖体结合。

进一步的蛋白质组学研究表明，DHX29募集了GIGYF2&bull；4EHP蛋白复合物。这种复合物选择性地抑制含有非最佳密码子的mrna，有效地减少了低效遗传信息的产生。

“总之，这些发现揭示了同义密码子选择与人类细胞中基因表达控制之间的直接分子联系，”共同通讯作者Masanori Yoshinaga说。

具有广泛意义的基因调控新层面

这些发现改变了科学家对基因调控的看法，表明密码子选择本身在控制人类细胞中基因表达方面起着直接作用。dhx29驱动的机制可能影响重要的生物学过程，如细胞分化、维持细胞平衡和癌症的发展，具有广泛的意义。

研究人员计划继续探索DHX29如何影响健康和疾病中的基因活性。

研究小组组长Osamu Takeuchi说：“长期以来，我们一直对细胞如何解读嵌入在遗传密码中的隐藏信息层很感兴趣，因此发现允许人类细胞读取并对隐藏密码做出反应的分子因素特别有意义。”