科学家们经常从基因表达控制机制（转录因子和染色质重塑等）的角度谈论细胞命运和细胞定型（cell commitment）。但是，在一项新的研究中，来自美国达纳-法伯癌症研究所和布罗德研究所的研究人员通过研究一种罕见的被称作戴-布二氏贫血（Diamond-Blackfan anemia, DBA）的遗传性血液疾病，发现了一种控制红细胞是否实现完全发育的机制，这种机制与基因表达无关。相关研究结果发表在2018年3月22日的Cell期刊上，论文标题为“Ribosome Levels Selectively Regulate Translation and Lineage Commitment in Human Hematopoiesis”。论文通信作者为达纳-法伯癌症研究所的Vijay G. Sankaran。论文第一作者为达纳-法伯癌症研究所研究生Rajiv Khajuria。
图片来自Cell,doi:10.1016/j.cell.2018.02.036。
红细胞由未成熟的红系祖细胞（erythroid progenitor）发育而来。DBA患者含有远低于正常数量的红系祖细胞。人们早就知道DBA患者中的红系祖细胞（以下称DBA红系祖细胞）携带着与核糖体相关的基因突变。核糖体是由RNA和蛋白组成的分子机器，它读取mRNA转录本，并且产生该转录本编码的蛋白。
在这项新的研究中，这些研究人员揭示出在红系祖细胞中，用于制造蛋白的核糖体数量---而不是这些核糖体的组成---是它们的发育命运的主要促进因素。
在意识到DBA为研究核糖体是否影响细胞命运提供“天然实验”之后，这些研究人员研究了正常的红系祖细胞和DBA红系祖细胞中的基因表达、蛋白生产以及核糖体丰度和组成。
这些研究人员发现携带着DBA相关突变的红系祖细胞具有远低于正常数量的核糖体。它们下降的核糖体含量与蛋白产生方面发生的变化相吻合。他们发现缺乏核糖体的红系祖细胞将某些mRNA翻译为蛋白的效率远低于正常水平。这些mRNA往往较短，是由在正常的红系祖细胞中大量表达的基因产生的，具有通常与非常有效的翻译相关的分子特征。（值得注意的是，这些mRNA包括用于红细胞发育的主控制开关GATA1产生的mRNA。）
综上所述，这些研究结果为一种与基因表达无关的细胞命运机制提供了诱人的线索。这种机制可能在许多细胞类型中发挥作用。确实，他们指出，许多疾病是由核糖体问题引起的，包括某些神经发育障碍和各种先天性缺陷，这提示着就DBA而言，他们可能仅了解一些皮毛。
参考资料：
Rajiv K. Khajuria, Mathias Munschauer, Jacob C. Ulirsch et al. Ribosome Levels Selectively Regulate Translation and Lineage Commitment in Human Hematopoiesis. Cell, 22 March 2018, 173(1):90–103, doi:10.1016/j.cell.2018.02.036