人体由数万亿个细胞组成，细胞内使用的能量60%专用于特定的分子机器。该机器负责生产蛋白质，蛋白质是身体的基本组成部分。

这种分子机器称为核糖体。核糖体的任务是根据基因组中发现的遗传密码(称为mRNA)的副本创建蛋白质。到目前为止，科学家们认为核糖体对所有mRNA执行相同类型的工作，就像一条标准化的装配线，它本身无法调节。

然而，哥本哈根大学的研究人员发现事实并非如此。

哥本哈根大学生物技术研究与创新中心教授AndersH.Lund表示：“人们早就知道核糖体有不同类型。但人们一直认为，无论给核糖体赋予什么mRNA，它都会产生蛋白质。但我们的结果表明，不同类型的核糖体会产生特定的蛋白质。”

AndersH.Lund和他的同事发现，与其他细胞相比，癌细胞具有不同的核糖体，这是新发现的基础。他们的论文发表在《发育细胞》杂志上。

“这让我们推测为什么会出现这种情况。也许癌细胞需要特定的蛋白质来生长、形成转移或经历其他类型的发育?这让我们思考为什么存在各种类型的核糖体以及它们对身体的发育如何至关重要，”AndersH.Lund说。

该研究是与第一作者兼助理索菲亚·哈夫纳(SophiaHäfner)合作进行的，在小鼠大脑和人类干细胞中进行。安德斯·H·隆德(AndersH.Lund)表示，这有力地表明这些结果适用于多种生命形式。

一个微小的变化却具有重大意义

研究人员首先检查了胎儿期及以后小鼠的大脑。他们发现大脑的核糖体在整个发育过程中发生变化，这表明核糖体变化对于正常发育是必要的。

为了研究同样的情况是否适用于人类，研究人员使用了人类干细胞，它可以分化成人体中发现的许多不同的细胞类型。

“我们诱导细胞分化成各种细胞类型，并在发育过程中追踪它们。然后我们检查核糖体是否发生了变化，事实上，我们观察到它们确实发生了变化，”AndersH.Lund说。

核糖体具有包含114个小化学修饰的特定模式。研究人员表示，这些修饰在细胞分化过程中发生变化，可能形成决定核糖体产生哪些蛋白质的代码。

“如果我们去除单个修饰并将干细胞分化为神经细胞，核糖体将产生与平常不同类型的神经细胞。因此，核糖体的外观对于细胞随着时间的推移会变成什么样子至关重要，”AndersH.Lund说。

“通过这种方式，我们证明核糖体不仅仅是mRNA到蛋白质的被动“翻译者”，而且具有主动的调节功能。”

未来改进的治疗方法

目前，干细胞方面已经有了相当多的研究，重点是如何创造特定类型的细胞，例如神经细胞。因此，这一新知识对于理解人体细胞如何发育至关重要。此外，它可能使我们能够在未来开发出改进的治疗方法。

“我们的研究结果表明，我们或许能够更好地控制这一过程，因为我们现在更多地了解是什么调节了特定蛋白质的产生。它还可能揭示对特定细胞类型的发育至关重要的生物过程。这些知识可能会用于再生医学，”AndersH.Lund说。

再生医学涉及将健康细胞移植到患者体内以帮助恢复正常身体功能的治疗。它可用于治疗糖尿病或帕金森病等疾病。

未来，这些发现也可能带来更好的癌症治疗方法。

“这一切都始于我们观察到癌细胞中的核糖体与健康细胞相比有所不同。当核糖体不同时，我们也许能够开发出一种物质，可以结合并可能抑制或麻痹癌细胞中丰富的一些核糖体。这可能提供新的治疗可能性，”AndersH.Lund说。

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