Nature子刊发现了隐藏的RNA修复机制：一种前所未知的蛋白质功能

来源：作者：人气：-发表时间：2023-04-26 15:57:00【大中小】

摘要：一种以前未被发现的蛋白质的功能，在细胞应激过程中对RNA修复很重要。。

核糖核酸(rna)是单链分子，在所有生物体的细胞中起着至关重要的作用。例如，作为我们基因的“转录本”，mRNA通过自己的序列携带制造蛋白质的指令，参与了遗传信息的翻译。康斯坦茨大学(University of Konstanz)有机和细胞化学教授Andreas Marx解释说:“为了在细胞中发挥不同的功能，RNA通常需要进行化学修饰，或在受损后进行修复。”

其中起作用的一种化学反应是两条RNA链在各自的两端进行三步连接(结扎)。这种反应是由一种叫做RNA连接酶的特殊酶引发的，从病毒到真菌和植物，这种反应存在于所有形式的生命中。在包括人类在内的脊椎动物中，这种RNA连接酶尚未被发现。来自康斯坦茨的一个跨学科研究小组现在发现了这种类型的第一个人类RNA连接酶：蛋白质C12orf29。在细胞水平上，发表在《自然通讯》上的研究结果表明，这种酶具有抵抗细胞应激的保护功能。

图1 蛋白质C12orf29具有抵抗细胞应激的保护功能

“我们在对人类肺癌和肾细胞的广泛研究中注意到C12orf29，我们在寻找具有特定化学特征的蛋白质时使用了新的化学工具。它引起了我们的注意，因为在那之前，人们还不知道这种蛋白质的功能是什么，”因此，研究人员开发并使用了各种方案来纯化和预测未开发蛋白质的结构，并进行实验来追踪其化学功能。因此，他们能够证明最初只是一个合理的怀疑:C12orf29使用三磷酸腺苷(ATP)连接RNA链。

研究人员能够详细地展示这个过程遵循一个特征，从其他生命形式的其他RNA连接酶中已知的三步反应模式。为了进一步了解C12orf29在细胞水平上的功能，研究人员在阐明了化学机制后又进一步研究了C12orf29。“我们使用CRISPR/Cas基因剪刀生成了一个人类肾细胞系，其中编码C12orf29的基因被敲除。然后，我们能够在不同的实验条件下将这些敲除(KO)细胞与‘正常’肾细胞进行比较，”Marx解释说。

特别是，当用K维生素甲萘醌处理细胞时，KO细胞与具有功能性RNA连接酶的野生型细胞之间观察到明显的差异:相对低浓度的甲萘醌足以损伤KO细胞。相比之下，野生型细胞仅在明显较高的浓度下受损。由于已知甲萘醌会引起氧化应激，研究人员从这一结果中得出结论，C12orf29可以防止氧化细胞应激。“我们假设以前隐藏的人类RNA修复机制是C12orf29生物学功能的基础。我们现在需要在进一步的研究中检验这种机制，”Marx说。

这项研究是针对一种大肠杆菌菌株进行的，这种细菌导致了大约80%的尿路感染，也是导致败血症的常见原因。临床前试验证实了这一途径在控制细菌感染中的作用。