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用硫原子修饰的合成信使rna可以提高蛋白质合成的效率

由于mrna在体内蛋白质合成中起关键作用,人们希望将其用于药物和体外蛋白质合成。特别是正在开发的mRNA疗法具有应用于针对冠状病毒的疫苗治疗的潜力。然而,利用自然形式的mRNA生产蛋白质的效率对于某些目的还不够,包括应用于mRNA治疗。因此,需要开发能够有效生产蛋白质的mRNA分子。

核糖体以mRNA为模板,在体内重复以下三个步骤合成蛋白质(翻译反应):1)起始步骤:核糖体与mRNA结合形成翻译起始复合物;2)延伸步骤:核糖体在mRNA上移动,连接氨基酸合成蛋白质;3)终止步骤:蛋白质合成过程结束,核糖体释放。在转译反应循环中,起始阶段的时间最长。

由名古屋大学的Hiroshi Abe教授、研究助理教授Naoko Abe、研究生Daisuke Kawaguchi和理化研究所的小组组长Yoshihiro Shimizu组成的一个小组已经成功开发出了改良信使rna (mRNAs)。修饰的信使rna含有硫原子在磷酸盐部分的氧原子的天然信使rna。它能够以更高的效率支持蛋白质合成。他们发现,与使用自然形式的mrna相比,修饰后的mrna加快了翻译反应的起始步骤,并将蛋白质合成效率提高了至少20倍。

这种方法有望用于大规模合成蛋白质作为生产生物材料的原料。此外,将本研究的结果应用于真核生物翻译系统,可有效生产用于蛋白替代治疗的mRNA疗法,为医学治疗做出贡献。此外,几乎没有关于高功能mrna的分子设计的报道;因此,本研究的成功设计可以指导未来修饰mrna的分子设计方向。

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