蛋白质是细胞执行工作任务的工具。它们几乎承担了每一项重要的细胞任务，从传递信息到控制哪些基因被开启或关闭。为了让蛋白质发挥其各种作用，蛋白质的一级结构（氨基酸序列）理论上决定了其三维结构（安芬森法则）。在大多数情况下，这些氨基酸的特定序列决定了蛋白质的形状，即它将如何折叠。但细胞内拥挤的环境和蛋白质自身的大尺寸、柔性区域可能导致错误折叠或聚集。分子伴侣（如热休克蛋白 Hsp70、Hsp90）是一类帮助其他蛋白质正确折叠的蛋白质。

但现在，纪念斯隆凯特琳癌症中心（Memorial Sloan Kettering Cancer Center, MSK）的科学家做出了一项基础性发现，挑战了上述原则——对于数千种关键的调控蛋白（即那些协调哪些基因活跃、哪些基因沉默，最终控制细胞行为的蛋白质）而言，情况并非如此。

分子与细胞生物学家Christine Mayr医学博士/哲学博士的实验室研究信使 RNA（mRNA）——这些分子携带编码在我们 DNA 中的蛋白质构建指令，将其运送到核糖体，核糖体再利用这些指令来构建蛋白质。该实验室的最新研究于 6 月 8 日发表在《细胞》（Cell）杂志上，研究表明，mRNA 上长期被忽视的“尾部”区域有助于确保这些关键调控蛋白正确折叠，这是对其角色的全新理解。

“传统观点认为，只有专门的蛋白质充当‘伴侣’，帮助其他蛋白质正确折叠。”Mayr博士说。她是斯隆·凯特琳研究所（MSK 内的基础科学研究中心）的一名成员。“我们的研究表明，RNA 也可以做到这一点，而且 mRNA 作为自己的一类重要、难以折叠的蛋白质的伴侣。”

这项研究由第一作者Yang “Vicky” Luo博士（Mayr 实验室的博士后研究员）领导。

揭示 RNA 的隐藏功能

这并非Mayr博士和她的团队第一次发现隐藏在显眼之处的重要新细胞生物学。2018 年，他们发现了一种新的细胞器。最近，他们发现细胞的液相部分——细胞质，被分成了不同的区域，每个区域负责翻译不同类型的 mRNA。

要理解他们最新的发现，重要的是要知道 mRNA 有三个主要组成部分：一个“编码序列”（其中包含蛋白质序列的信息），以及头部和尾部区域（它们发挥其他功能）。

“头部区域通常非常小，因此编码序列和尾部占 RNA 总长度的大部分。”Luo博士说。

mRNA的尾部正式名称为 3'UTR——“3-prime”表示它位于mRNA 分子的末端，UTR 代表“非翻译区”，意味着它不编码用于制造蛋白质序列的信息。

“多年来，科学家大多忽略 3'UTR，认为它不重要。”Mayr博士说。“但我们看到，成千上万个人类 3'UTR 具有高度保守的序列。而且这些模式在脊椎动物（从鱼类到鸟类再到哺乳动物）中是相同的。对我们来说，这是一个线索，表明它们可能确实在发挥重要作用。生物学通常不会保留不需要的东西。”

并非所有蛋白质都容易折叠

新研究揭示，mRNA 的尾部——3'UTR——对于帮助某些类型的蛋白质正确折叠非常重要。

Luo博士指出，小而紧凑的蛋白质通常可以自己很好地折叠。但许多更大、更复杂的调控蛋白——如转录因子 MYC、UTX 和 JMJD3——包含科学家所谓的“内在无序区”（intrinsically disordered regions, IDRs）。这些是长而柔性的片段，其自身不会折叠成稳定结构。

“任其自生自灭时，这些长而复杂的蛋白质上会有一些粘性氨基酸簇，它们能在组装过程中抓住蛋白质的其他部分，阻碍其正确折叠。”她说。

研究团队发现，细胞通过在称为“网状凝聚物”的特殊区室中生产这些更复杂的蛋白质来解决这一折叠问题。这些区室就像需要额外帮助的蛋白质的“产房”。在那里，当蛋白质被构建时，3'UTR 会物理地抓住粘性区域，阻止它们干扰正确折叠。

成千上万的蛋白质需要额外帮助

这一现象的范围非常显著：该团队鉴定出超过 2,700 个具有高度保守 3'UTR 的基因——约占人类基因组中所有蛋白质编码基因的 1/8。这些基因编码的蛋白质包含具有粘性区域的内在无序区，意味着如果没有 RNA 伴侣的帮助，它们可能无法正确折叠。

“我们的研究表明，对于人类细胞中数千种调控蛋白来说，仅靠遗传密码不足以制造出功能性的蛋白质——你还需要 RNA 伴侣。”Mayr博士说。

除了为基本生物学提供新见解外，这些发现对实验室研究也有实际意义：科学家通常仅使用蛋白质的编码序列进行实验，而切掉 3'UTR 以使实验更简单。

“对于数千种调控蛋白，去除 3'UTR 意味着你研究的是该蛋白的错误折叠、活性较低的版本。”Mayr博士说。

最后，这项工作表明，RNA 不仅仅是被动携带遗传指令的信使，Luo博士补充道。“RNA 是构建蛋白质的积极参与者——提供指导以确保它们正确折叠并能够正常工作。”（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Yang Luo et al, mRNA 3′ UTRs chaperone intrinsically disordered regions to control protein activity, Cell (2026). DOI: 10.1016/j.cell.2026.05.017.