由Norbert Hübner教授研究小組領導的一支研究團隊觀察正在工作的人類心臟細胞“蛋白質工廠”時，驚訝地發現了一個未知的小蛋白，而且它對未來心臟病治療具有潛在意義。文章發表在《Cell》雜志。

人心容納著許多秘密。不僅是在形象的、情感意義上，從理性的、科學角度來看，我們對這個為全身每個細胞提供氧氣功能的肌肉器官知之甚少，也不知道它為什么有時失靈。

現在，發表在科學雜志《Cell》上的一項研究對這個最重要的器官有了更多的了解。由MAX DELBRüCK分子醫學中心（MDC）領導的一個由56名研究人員組成的國際小組檢查了健康人和心臟病患者心臟細胞中的核糖體所產生的蛋白質。結果令人驚訝——新發現了大量以前完全未知的迷你蛋白質。

DNA包含的藍圖比以前想象的要多得多

儲存在每個細胞核中的DNA包含了人體內產生的所有蛋白質的藍圖。蛋白質的產生是兩步過程：轉錄和翻譯。第一步，DNA片段的拷貝以信使RNA（mRNAs）的形式產生，然后離開細胞核。第二步，核糖體利用細胞中游離的單個氨基酸來產生相應的蛋白質。盡管我們對轉錄的科學研究比較多，但對翻譯過程的了解卻相對較少。

MDC心血管疾病組、該研究的主要作者Sebastiaan van Heesch博士解釋說：“借助一種被稱為核糖體分析（Ribo-Seq）的相對較新技術，我們現在已經能夠首次確定不僅是孤立細胞中的，而且是完整的人類心臟組織中，遷移到核糖體的mRNA。然后利用特殊算法，我們可以計算出在翻譯過程中，心臟中產生的蛋白質。”

利用這種策略，研究人員發現了一系列以前未知的微型蛋白質。van Heesch和研究小組的另一個令人驚訝的發現是，許多微蛋白質是由不被認為具有編碼特性的RNA編碼的，也就是說，過去它們不曾被認為攜帶構建蛋白質的指令。

大多數迷你蛋白質被用來生產能量

利用特殊的顯微技術，科學家們隨后觀察到，一旦被生產出來，超過一半的這些迷你蛋白遷移到線粒體中。“意味著它們顯然被用于了心臟的能量生產過程。由于許多心臟病都是由能量代謝不良引起的，我們對這個結果特別感興趣。”

為了檢測疾病心臟和健康心臟的翻譯本（反應形成的蛋白質總量）之間的可能差異，科學家們檢查了65名擴張型心肌病（DCM）患者的組織樣本。在預定的心臟手術期間，通過活檢從患者身上提取樣本，以及15例健康心臟組織。

“DCM患者需要在生命中的某個時刻接受心臟移植，它是由titin基因突變引起的，titin基因是人類心臟中最大和最重要的蛋白質。該基因突變的結果是，在線粒體中產生一個停止信號，告訴核糖體在完成titin之前停止工作，”van Heesch解釋說。“然而，并非所有攜帶這種基因突變的人都會發展成DCM。”

治療心臟病

van Heesch和他的同事們現在正在調查背后的原因。“我們已經觀察到核糖體有時可以簡單地忽略這個停止信號，不受titin產生的影響，”研究人員說。“現在的目標是找出這種情況發生的條件，”van Heesch解釋道。“這可能取決于基因突變在mRNA上的位置，但也可能是一個因素的結果，一旦確定，將扭轉現有的治療困境。”

van Heesch和他的同事們還希望更密切地研究新發現的微結構的作用。“這些蛋白質在進化上似乎相當年輕。例如，我們在老鼠的心臟里找不到它們。”他聲稱“這些物質提供了進一步的證據，證明人類的心臟有多么特殊。”此外，科學家希望有朝一日能夠利用這些蛋白質診斷心臟病，或者作為未來治療的目標結構，能在治療心臟能量代謝紊亂方面比以往更有效。