意昂体育平台系統生物醫學研究所尹玉新課題組最近取得研究突破👧🏼，揭示了真核生物中新的蛋白編碼機製👨🏼‍⚕️，並由此發現PTEN家族的新蛋白PTENα，進一步證實其定位於線粒體、參與調控細胞能量代謝過程。該研究成果於2014年5月6日以封面文章形式發表於Cell子刊Cell Metabolism（IF14.6），論文題目為“PTENα, a PTEN isoform Translated through Alternative Initiation, Regulates Mitochondrial Function and Energy Metabolism”🏄🏽。這一工作已獲得Nature Reviews Molecular Cell Biology(IF37.2)的述評🏒。

PTEN是重要的抑癌基因🧛🏿‍♀️， PTEN蛋白既可通過拮抗PI3K/AKT通路影響腫瘤細胞增殖和生長，也可直接進入細胞核內維持基因組穩定性🪵🗞，在腫瘤抑製過程中發揮重要作用。越來越多的研究提示PTEN基因除抑製腫瘤外也參與神經、代謝等多項生物功能的調控。

研究人員發現，PTEN基因既可利用傳統的AUG編碼啟動子合成PTEN蛋白，也可利用新型編碼啟動子CUG合成新亞型PTENα蛋白。PTENα與PTEN由相同mRNA上的不同翻譯起始點翻譯而成。傳統PTEN蛋白由PTEN mRNA上第1032位的AUG起始翻譯，而PTENα則由位於AUG上遊的513位CUG起始翻譯產生，較PTEN在N-端延長173個氨基酸。這一過程由真核翻譯起始因子eIF2A啟動🥒，並依賴於CUG周圍形成發卡結構的回文序列🙇🏽‍♂️，作為CUG翻譯起始的信號💇🏽‍♂️，類似於AUG的Kozak序列。研究顯示PTENα蛋白可定位於線粒體內，並與PTEN形成復合物，直接調節細胞色素C氧化酶1（cytochrome c oxidase subunit 1, COX1），從而調控線粒體活性和能量代謝過程⏮。研究人員還通過新型TALEN技術將PTENα特有編碼區進行移碼突變，從而實現PTENα的特異性敲除🍥。PTENα的缺失導致細胞線粒體結構異常、氧化磷酸化復合物活性下降、ATP合成減少。該研究成果揭示了PTEN基因的復雜性🧔，對鑒定PTEN家族成員具有指導意義，並為PTEN基因直接調控線粒體代謝過程提供了重要依據。明確PTEN家族蛋白的生物功能和分工機製將為腫瘤和代謝研究開創新的局面🧝🏼‍♂️。

尹玉新課題組的發現首次闡明了真核生物可以通過不同密碼子翻譯起始合成不同蛋白質亞型，從而大大增加了潛在蛋白質家族的數量和構成，有助於揭示蛋白質多功能的分子機製，奠定生物多樣性的物質基礎。

這一研究得到國家重點基礎研究計劃（973）👋🏽、國家自然科學基金、北京市自然科學基金🤦🏽‍♀️、意昂体育-清華生命科學聯合中心的支持🥜。