來自芝加哥大學(xué)和斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們在12月18日的《科學(xué)》（Science）雜志上報告稱，發(fā)現(xiàn)個體之間大多數(shù)的RNA表達(dá)差異與對應(yīng)蛋白質(zhì)的豐度毫無關(guān)系。這些研究發(fā)現(xiàn)指出了未被確證的一種基因表達(dá)細(xì)胞機(jī)制，表明一些僅依賴于檢測RNA來確定基因功能特征的研究需要開展進(jìn)一步的分析。

論文的作者、芝加哥大學(xué)人類遺傳學(xué)教授Yoav Gilad博士說：“一些有關(guān)RNA差異的研究主要是假設(shè)，它們zui終能反映終產(chǎn)物即蛋白質(zhì)的差異。然而事實表明，在大多數(shù)情況下這有可能不是真的。”

為了實現(xiàn)基因表達(dá)，細(xì)胞會首先將DNA中的信息拷貝到信使RNA(mRNA)上，再利用mRNA作為直接模板來生成蛋白質(zhì)——在細(xì)胞中執(zhí)行幾乎所有功能的結(jié)構(gòu)元件和分子機(jī)器。人們認(rèn)為，個體間mRNA的水平差異可影響基因生成的蛋白質(zhì)量，由此反映了基因表達(dá)。然而，卻從未有人充分描述過這種關(guān)系。

Gilad、斯坦福大學(xué)遺傳學(xué)和生物學(xué)教授Jonathan Pritchard與同事們一起，對調(diào)控性數(shù)量性狀位點(QTL)）——與個體間一些調(diào)控性狀如基因表達(dá)差異相關(guān)的基因組區(qū)域進(jìn)行了定位分析。他們比較了控制4,000多個基因mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平的QTLs。

該研究小組證實，QTLs變異造成了大量基因不同的mRNA水平。然而，只有三分之一顯示相應(yīng)的蛋白質(zhì)水平變化。絕大多數(shù)影響mRNA水平的QTLs并沒有對相應(yīng)蛋白質(zhì)的量造成任何影響。

為了尋找這一現(xiàn)象背后的潛在機(jī)制，研究小組檢測了QTLs是否影響核糖體（負(fù)責(zé)生成蛋白質(zhì)的細(xì)胞機(jī)器）發(fā)揮功能的速率。他們發(fā)現(xiàn)QTL變異引起了與mRNA水平相似的核糖體功能改變，但大多數(shù)仍然沒有影響蛋白質(zhì)豐度。Gilad和同事們猜測，當(dāng)mRNA水平和核糖體功能處于不斷變化中時有一種尚未確定的緩沖機(jī)制阻止了蛋白質(zhì)水平發(fā)生顯著改變。

“我們的觀察發(fā)現(xiàn)指出了從前未被認(rèn)知的一種基因調(diào)控特性，即廣泛的蛋白質(zhì)水平緩沖，其使得細(xì)胞能夠經(jīng)受一定量的RNA變化，而不影響蛋白質(zhì)。這似乎是一種普遍現(xiàn)象，將激勵著我們?nèi)ふ医忉屗臋C(jī)制。”

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他們的研究結(jié)果還表明了，許多現(xiàn)有的研究需要接受額外的仔細(xì)審查，因為與mRNA關(guān)聯(lián)的QTLs常被用來鑒別一些基因，并將它們歸屬于從癌癥到糖尿病等一些復(fù)雜的疾病。

Gilad說：“這強(qiáng)調(diào)了持謹(jǐn)慎態(tài)度的重要性。我們需要確保我們認(rèn)為對于疾病極其重要或賦予我們一些生物學(xué)認(rèn)知的基因，不僅與RNA還要與蛋白質(zhì)產(chǎn)物相關(guān)聯(lián)。”