米乐m6官方网站（AIST）生物生产研究所（所长：蒲形阳一）酶探索研究小组的宫崎健太郎（组长）及其同事发现，具有“翻译”功能的核糖体，根据遗传信息在生物体内合成蛋白质，具有抑制酶活性的功能RNA 降解酶，即核糖核酸酶 (RNase)。

核糖体在遗传信息从DNA“转录”到RNA再到蛋白质的“翻译”过程中发挥着重要作用。同时，RNase T2是一种RNA降解酶，参与抑制细胞外RNA入侵、掺入营养等。E。大肠杆菌 (大肠杆菌)，RNase T2 存在于位于细胞内膜外的周质层中，因此与细胞内 RNA 分离。然而，RNase T2 进入细胞后，自身 RNA 在稳定期或压力下可能会被降解。因此，细胞需要一种保护 RNA 免受 RNase T2 侵害的机制，但该机制尚不清楚。

众所周知，当 RNase T2 纯化自E。大肠杆菌，RNase T2 以与核糖体结合的无活性形式分离出来。然而，这种复合体形成的生理意义、其与翻译功能的关系、相互作用的方式等仍然未知。通过对16S rRNA的突变分析，研究人员发现16S rRNA的30S核糖体亚基中存在相互作用和/或抑制决定位点，并且通过与RNase T2结合可以防止细胞内自身RNA降解。

这些结果将在线发布于自然通讯2011 年 11 月 23 日（日本时间）。

图1：30S核糖体亚基的三维结构

绿色部分表示16S rRNA，红色部分表示16S rRNA中与RNase T2相互作用的helix41区域， 白色部分表示核糖体蛋白。

核糖体是存在于所有生物体中的细胞质细胞器，具有重要的生物学功能：“翻译”。尽管核糖体功能在许多生物体中很常见，但细菌和人类核糖体具有不同的结构。因此，细菌核糖体选择性抑制剂是潜在的对人类低毒性的抗感染剂。因此，此类治疗剂的开发是令人期待的，但需要对核糖体功能进行详细分析。

AIST 进行了有关微生物的各种研究，例如寻找和使用新型微生物及其中含有的有用酶。目前正在通过使用核糖体进行分析和改变来阐明和使用细胞功能E。大肠杆菌作为一个平台。

何时E。大肠杆菌RNase T2 是经过纯化的，它以与核糖体结合的形式分离出来，被认为与 RNase T2 的生理作用无关。然而，导致核糖体与 RNase T2 结合的相互作用的生理意义以及详细的分子机制（例如 RNase T2 的抑制模式）仍然未知。作为核糖体功能分析的一部分，研究人员阐明了长期以来悬而未决的“RNase T2-核糖体相互作用”的实际状态。

阐明RNase T2-核糖体复合物形成的机制和生理意义，E。大肠杆菌分析了核糖体突变体。首先，E。大肠杆菌16S rRNA被异源生物来源的16S rRNA基因取代。由于 16S rRNA 形成 30S 核糖体亚基的中心骨架，因此这种突变被认为会影响整个核糖体。此外，16S rRNA是必需基因，因此剧烈突变会导致功能下降或细胞死亡。微生物，然后分别替换为E。大肠杆菌16S rRNA 基因。事实证明E。大肠杆菌即使可以增长E。大肠杆菌16S rRNA 基因被源自进化上较远的微生物的 16S rRNA 取代E。大肠杆菌，使得被取代的基因与E。大肠杆菌16S rRNA 基因。当这些增长E。大肠杆菌对突变株进行了细致观察，发现该株在稳定期有死亡的倾向。此外，当在稳定期提取细胞内 RNA 时，证实了 RNA 降解E。大肠杆菌(KT103/Rpi) 在抑制 RNase T2 的位点含有突变（图 2 中的泳道 2）。

图2：以细胞内RNA降解为指标评价RNase T2抑制活性

泳道 1 (KT103/Eco)、泳道 2 (KT103/Rpi) 和泳道 3 (KT103 rna-/Rpi)。 泳道 2 (KT103/Rpi) 中 RNA 降解（缺乏指示 23S rRNA 和 16S rRNA 的条带）。

接下来，为了确定参与抑制 RNase T2 活性的区域，从 16S rRNA 合成了嵌合 16S rRNA（图 3）E。大肠杆菌和异源生物体，并检查了RNase T2活性的抑制。通过将异源生物来源的 16S rRNA 中称为 helix41 的区域（图 1 中以红色表示的二级结构形成区域）替换而制备的镶嵌 16S rRNAE。大肠杆菌16S rRNA 表现出抑制活性，并且已揭示 helix41 区域在 RNase T2 活性的抑制中起着关键作用。离体结合实验和抑制实验进一步揭示，通过helix41的相互作用对RNase T2是特异性的，并且活性的抑制是通过直接结合诱导的。

图3：源自的嵌合16S rRNA基因的合成E。大肠杆菌和异源生物

1:E。大肠杆菌16S rRNA基因，2：异源生物来源的16S rRNA基因，3：来自1和2的嵌合16S rRNA基因

RNase T2 是一种蛋白质，在阻止外源 RNA 入侵细胞方面发挥着重要作用，但如果细胞内膜在稳定期或应激条件下松弛或损伤，则存在进入细胞并降解细胞内自身 RNA 的风险。因此，认为细胞中大量存在的核糖体具有抑制活性，从而保护自身RNA的机制。 RNase T2 和核糖体都是古老起源的生物分子。人们认为 RNase T2 和 helix41 在毒素-抗毒素关系中共同进化。据认为，除了作为翻译装置的功能之外，这种非翻译功能早已被印在核糖体中。

核糖体传统上被认为是基于遗传信息的蛋白质合成的翻译装置，通过对核糖体新作用的发现，有可能识别核糖体中其他隐藏的重要生理功能。研究人员将继续分析核糖体功能，阐明此类未知功能的存在或不存在，并评估核糖体在低毒性抗感染药物中的潜在应用。