印度神話中暴躁的聖人Durvasa代表了存在蛋白質錯譯的細胞。
通常情況下，在工作中總是出錯的人肯定會被社會淘汰，然而在細胞中卻不是如此。細胞內的大部分工作由蛋白質完成，但奇怪的是，蛋白質合成卻是所有已知細胞過程中錯誤率最高的。細胞為什麼能容忍這樣錯誤百出的“員工”呢？
科學家們猜測，這些錯譯的蛋白可能是有用的。我們可以從以下兩種現象理解錯譯對細胞的積極影響。首先，錯譯的蛋白質可能會使細胞獲得更高的抵抗力。其次，錯譯產生的新的蛋白質在某些特定條件下可能是有用的。
由於蛋白質錯譯在很大程度上不可預測，也並不針對特定的蛋白質亞群，因此很難看出錯譯帶來的益處。近日，來自印度國家生物科學中心的科學家們在《公共科學圖書館·遺傳學》雜誌上發表論文稱，無論哪種蛋白質受到影響，廣泛的非特異性蛋白質錯譯確實是有益的。
在這項研究中，博士後研究員Laasya Samhita和項目助理Parth Raval在大腸桿菌中誘導了不同類型的蛋白質錯譯，結果發現，蛋白質錯譯會導致一種特殊的蛋白質質量保護分子的累積，這種被稱為Lon的分子能夠拉直任何混亂的蛋白質，包括參與DNA損傷反應（SOS反應）的蛋白質。
通常，只有DNA受損才會激活SOS反應，而且這種反應只能維持很短的一段時間，若反應過度就會對細胞自身造成傷害。而Lon的累積會激活SOS反應。因此，在正常情況下，錯譯的細胞生長較為緩慢。但在應激環境下，錯譯的細胞卻能存活得更好。這就像是印度神話中脾氣暴躁的聖人Durvasa。在一群愛好和平的聖賢中，他代表著錯譯的細胞：總是情緒激動，處於發瘋的邊緣。經常發脾氣雖然不健康，但是正因為他處於“高度警惕”狀態（細胞中的Lon高表達），當惡魔出現時，Durvasa才能迅速消滅惡魔（細胞中的SOS反應迅速修復DNA損傷）。
在這項研究中，Laasya和Parth主要通過抗生素環丙沙星誘導DNA損傷。為了在環丙沙星中長期生存，細胞通常需要基因突變來幫助抵抗抗生素。但研究小組發現，暴露於環丙沙星後，細胞並沒有立即發生突變，而是依賴於強有力的SOS反應生存。這時就體現出了錯譯細胞的優勢：在大多數沒有準備的正常細胞死掉的時候，它們早已武裝起來，因此很快修復了受損的DNA。隨後，錯譯細胞的數量增加，為發生耐藥突變提供了更大的細胞群。
這項研究強調了非遺傳反應在細胞生存中的作用，揭示了細胞通路中隱藏的聯繫，同時也提出了更深層的科學問題：蛋白質錯譯可能是細菌逃避自然壓力的另一種方式嗎？在一個特定的種群中，所有細胞的錯譯程度都相同嗎？DNA損傷和蛋白質錯譯是如何聯繫在一起的？接下來科學家們將逐漸揭開這些謎底。
編譯：花花 審稿：alone 責編：張夢
期刊來源：《公共科學圖書館·遺傳學》
期刊編號：1553-7404
原文鏈接：http://news.ncbs.res.in/research/mistakes-can-be-good
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