科学家第一次发现被称为聚糖的复合糖可能可以与某些RNA分子结合。这一发现可能会大大改变目前对RNA功能的看法。
这一研究发现公布在9月30日出版的BioRxiv预印本,文章通讯作者,斯坦福大学化学生物学家Carolyn Bertozzi说,“现今生物学上确实没有一个框架可以解释RNA和聚糖如何同时存在于同一位置,更不用说相互连接了。”
Bertozzi的实验室在研究糖基化时发现了附着在RNA上的糖,糖基化是人类细胞系中糖分子与蛋白质或其他有机分子结合的反应。糖基化具有许多功能,包括帮助蛋白质折叠,细胞彼此粘附,同时也是出现不同血型的分子机制。
这项研究的第一作者Ryan Flynn(Bertozzi实验室的博士后)试图标记糖蛋白时发现了与RNA相连的聚糖,这是研究人员从未见过的令人惊讶的发现。
为了验证这一发现,他们进一步进行了研究,确定了称为N-连接聚糖的糖粘附在包括小Y RNA在内的非编码RNA分子上,可能在DNA复制中起作用。
“这是一个非常奇怪的发现。起初,我们对此表示怀疑。 。 。我们试图以我们能想到的各种方式将其击落,但它一直粘附在上面,” Bertozzi说。
之后,研究人员试图从样品中分离出蛋白质,但是经过各种处理后,发现样品仅对切割RNA的酶敏感。 Flynn说:“留下的答案只能是RNA。”进一步研究表明,这种研究人员称为 glycoRNA 的RNA也存在于小鼠和仓鼠的细胞培养物,以及从活着的小鼠身上提取的细胞中。
研究人员还不知道RNA和糖如何结合的,因为除非使用酶消化RNA或糖,否则不可能分离两种生物聚合物。他们相信,RNA和聚糖“通过某种不是蛋白质的连接,或者至少不是被蛋白酶识别的蛋白质,以某种方式连接在一起,”Bertozzi说,他认为这种连接可以直接通过共价键形成。
RNA通常仅存在于细胞核和细胞质中,而糖基化被认为发生在内质网和高尔基体中。为了将两种生物聚合物一起,RNA或聚糖必须以以前无法检测到的方式进入这些细胞器中,或者可能还存在充当中间分子的分子。 “无论是什么,这都是一个完全未知的生物学”。
已知观察到的许多glycoRNA都含有在自身免疫条件下(例如狼疮)抗体结合的RNA。目前尚不清楚为什么这些RNA会引起免疫反应。
其他RNA研究人员对此均表示兴奋,并希望进行更多研究。 “如果得到验证,本文无疑将为研究基因表达,基因调控,转录的质量控制和RNA周转率开辟一个全新的研究方向,”哈佛医学院外科教授兼研究中心主任Richard Cummings(未参加该项研究)说。
“看到它我感到惊讶和兴奋。这是一个出乎意料且发人深省的观察结果。”剑桥大学Ys RNA研究人员Torsten Krude(未参加该项研究)说,“如果结果是一致的并得到其他人的证实,能够经受时间和审查的考验,那将是RNA生物学令人兴奋的新方向。”
自从Bertozzi和Flynn在Twitter上宣布预印本以来,他们已经收到许多其他研究人员的反馈。 Bertozzi说:“我认为我们获得的反馈越多,就能更深入地挖掘并深入研究这一问题。”
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