首個人細胞核的RNA相互作用組
日期:2016-04-06 09:29:30
幾十年來,研究DNA的序列和功能,已經(jīng)成為生命科學的焦點,但是現(xiàn)在,許多研究學者將興趣轉(zhuǎn)向了RNA。在今天,許多科學家認為,RNA分子,連同各種不同的蛋白質(zhì),在幾乎所有的細胞過程中發(fā)揮著監(jiān)管性或結構性的作用。然而,這些RNA-蛋白質(zhì)相互作用的根本機制,仍然不太為人所知。
最近,來自德國馬克斯普朗克分子遺傳學研究所的一組科學家,成功地確定了數(shù)百個在人細胞核中與RNA分子相互作用的蛋白質(zhì)。研究人員使用他們新開發(fā)的“連續(xù)RNA 相互作用組捕獲(serial RNA interactome capturing)”的方法,提出了第一個人體細胞核的RNA 相互作用組,并描述了他們?nèi)绾巫R別出人體細胞核中大量的RNA結合蛋白。相關研究結果發(fā)表在《Nature Communications 》雜志。
幾十年來,蛋白質(zhì)一直被視為活細胞中的主要功能組件。然而,近年來,越來越多的研究認為,它們在細胞過程中的重要性,與RNA分子的參與有著一定的關系。呈現(xiàn)信使RNA(mRNA)和轉(zhuǎn)移RNA(tRNA)形狀的RNA,已被認為僅僅充當DNA(攜帶遺傳信息)和蛋白質(zhì)(成為細胞的構建塊)之間的一個中介物。但是現(xiàn)在,已有研究證明,除了成為基因組信息的一個信使之外,RNA還介導其他幾個功能。RNA的這些非編碼功能包括,調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)的生產(chǎn)任務,以及決定其他分子在細胞內(nèi)的位置。因此,闡明蛋白質(zhì)和RNA之間的相互作用,對于理解“生物體發(fā)展和疾病出現(xiàn)的的分子機制”,是至關重要的。
目前,以馬克斯普朗克分子遺傳學研究所Ulf AnderssonØrom為首的一個研究小組,首次概述了人體細胞核中RNA分子和蛋白質(zhì)之間無數(shù)的相互作用。為此,科學家們不得不修改了“RNA interactome捕捉技術”,用于分析RNA蛋白質(zhì)之間的相互作用,這樣,他們可以用它來識別細胞某些特定隔室(例如,細胞核)內(nèi)的RNA-蛋白質(zhì)相互作用。使用修改后的方法,研究人員調(diào)查了總共十億個細胞核,以捕獲和編目細胞核內(nèi)所有可能的RNA-蛋白質(zhì)相互作用。
Ørom解釋說:“我們一直特別感興趣的是,許多發(fā)現(xiàn)的RNA結合蛋白,不僅控制著基因的活動和由此產(chǎn)生的RNA分子的命運,而且也參與受損DNA的檢測和修復。”DNA損傷(如虛假或失缺失的堿基、一條或兩條DNA雙螺旋結構的破裂),可能是由活性氧、紫外線或其他內(nèi)部或外部刺激引起的。每天,人體每個細胞中發(fā)生數(shù)千次的DNA損傷。細胞對一個復雜修復過程的響應,涉及大量的蛋白質(zhì)和RNA分子,它們特定地修復受損的DNA,從而維持著細胞的功能。
Ørom說:“一段時間以來,RNA在受損DNA的修復過程中的作用,已經(jīng)受到懷疑,但是,RNA如何影響這個過程仍然是未知的。通過識別將RNA與DNA損傷聯(lián)系起來的蛋白質(zhì)因素,這項研究有助于我們更好的理解這些機制。”科學家們希望,他們的這一發(fā)現(xiàn)將有助于更好的理解人類疾病的出現(xiàn),以及癌癥新療法的發(fā)展。
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