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來源：網(wǎng)絡(luò) 2023-07-07 11:23

北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院、合成與功能生物分子中心，北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心，IDG/麥戈文腦科學(xué)研究所鄒鵬研究員課題組在ACS Biochemistry發(fā)表題為“Enzyme-Mediated Proximity Labeling Identifies Small RNAs in the Endoplasmic Reticulum Lumen”的研究論文，報(bào)道哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中存在RNA分子的現(xiàn)象。

真核細(xì)胞中RNA分子的亞細(xì)胞定位通過影響轉(zhuǎn)錄、結(jié)構(gòu)支持、局部蛋白質(zhì)合成等功能，調(diào)節(jié)了許多重要生理過程，如細(xì)胞增殖、胚胎發(fā)育、長期記憶形成等。近期研究表明，在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的一些RNA上存在有N-糖基化共價(jià)修飾。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，產(chǎn)生這些N-糖基化所需的蛋白質(zhì)機(jī)器定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)，因此一個(gè)十分有趣的問題是，RNA分子是否可能通過定位至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔而獲得糖基化修飾，并通過分泌途徑定位至細(xì)胞膜？然而，目前尚未有直接證據(jù)表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中具有RNA定位，也從未發(fā)現(xiàn)能夠介導(dǎo)RNA分子穿越內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的機(jī)制。因此，找到RNA分子存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的直接證據(jù)，將有助于人們進(jìn)一步探索RNA糖基化的化學(xué)機(jī)制與生物學(xué)功能。

針對這一問題，鄒鵬課題組利用之前開發(fā)的鄰近標(biāo)記技術(shù)MERRAPEX-seq解析了哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中定位的RNA。在此研究中，他們將高活性的辣根過氧化物酶HRP遺傳靶向至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中，并通過在新生RNA中代謝引入核苷類似物以增強(qiáng)標(biāo)記水平，發(fā)現(xiàn)了在人胚腎上皮細(xì)胞HEK293T和原代培養(yǎng)的大鼠神經(jīng)元的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中存在有RNA。這些RNA的長度普遍小于200nt，在不同物種來源的細(xì)胞間有著類似的分布，并且與先前報(bào)導(dǎo)的N-糖基化RNA屬于相同類型。這一發(fā)現(xiàn)為RNA可能通過分泌途徑定位至細(xì)胞膜提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

利用定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的HRP對鄰近的RNA開展原位標(biāo)記

北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院博士生任子琪，前沿交叉學(xué)科研究院博士生李冉、周欣悅為該論文的共同第一作者，鄒鵬為論文通訊作者。該工作得到科技部、國家自然科學(xué)基金委、北京分子科學(xué)國家研究中心和北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心的資助。