《科學(xué)》雜志在2010年把非編碼RNA列為“本十年卓見”的首位。 正如宇宙中存在著暗物質(zhì)，在生命體中也存在著這樣的“暗物質(zhì)”——非編碼RNA。中科院生化與細(xì)胞所與中科院-馬普計(jì)算生物學(xué)研究所科研人員合作發(fā)現(xiàn)，環(huán)形非編碼RNA及其生成調(diào)控過(guò)程參與抗病毒免疫反應(yīng)，為環(huán)形RNA的功能和抗病毒免疫相關(guān)研究提供了新的視角。日前，相關(guān)成果在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《分子細(xì)胞》。
隱秘而未知的RNA新家族
“科學(xué)家原來(lái)以為RNA都長(zhǎng)得一個(gè)樣子，戴著帽子拖著尾巴，像一根長(zhǎng)鏈。后來(lái)發(fā)現(xiàn)有些RNA根本沒(méi)有編碼遺傳信息，更讓人吃驚的是，除了線形，竟然還有封閉結(jié)構(gòu)的環(huán)形?！敝锌圃荷c細(xì)胞所的陳玲玲研究員告訴解放日?qǐng)?bào)？上觀新聞?dòng)浾?，《科學(xué)》雜志在2010年把非編碼RNA列為“本十年卓見”的首位。
由于實(shí)驗(yàn)手段限制，經(jīng)典的RNA測(cè)序方法只能分離那些拖著“尾巴”的分子。環(huán)狀RNA的末端連接在一起，缺乏這些“尾巴”，因此很難被觀察到。直到近幾年，人體細(xì)胞里數(shù)以萬(wàn)計(jì)的環(huán)形RNA才正式進(jìn)入研究視野?？茖W(xué)家們已經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)了部分環(huán)形RNA對(duì)于基因表達(dá)的調(diào)控作用，并推測(cè)環(huán)形RNA還具有許多其他的功能有待進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)。
“我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段把環(huán)形RNA變成一個(gè)能編碼的分子，翻譯成具有熒光的蛋白質(zhì)，如果有什么因子影響環(huán)形RNA的生成，就會(huì)間接地影響熒光蛋白的生成。”陳玲玲研究員和中科院-馬普計(jì)算生物學(xué)研究所的楊力研究員，發(fā)現(xiàn)了一系列與環(huán)形RNA生成加工等密切相關(guān)的蛋白因子，其中有多個(gè)免疫反應(yīng)相關(guān)蛋白，包括此前已被研究證明與抗病毒免疫相關(guān)的NF90和NF110。
環(huán)形RNA參與抗病毒免疫反應(yīng)
抗病毒免疫就是機(jī)體針對(duì)病毒的免疫，能夠有效地對(duì)抗、遏制、消除病毒對(duì)機(jī)體的感染和破壞。
病毒突破人體第一道防線后，能刺激人體產(chǎn)生干擾素，干擾素具有廣譜抗病毒作用。還有自然殺傷細(xì)胞，一刻不停地在血循環(huán)中承擔(dān)著“巡邏”任務(wù)。如果病毒逃脫了第二道防線，就面臨特異性體液免疫和細(xì)胞免疫的第三道防線。環(huán)形RNA參與的正是第三道防線的抗病毒免疫反應(yīng)。
先來(lái)看一下環(huán)形RNA的形成。其兩側(cè)內(nèi)含子中的互補(bǔ)配對(duì)序列功不可沒(méi)。它們天生相互“吸引”，推動(dòng)還未成熟的環(huán)形RNA從原本線形的RNA“母體鏈條”上脫離出來(lái)并最終成環(huán)。NF90/NF110可以與內(nèi)含子配對(duì)序列相結(jié)合，為它們?nèi)缤?fù)極相吸的磁場(chǎng)加上一道“保險(xiǎn)”。如果沒(méi)有這道保險(xiǎn)，環(huán)形RNA的生成就會(huì)受到影響。
此外，“活潑”的NF90/NF110也可與成熟的環(huán)形RNA直接結(jié)合形成復(fù)合物。當(dāng)細(xì)胞被病毒感染時(shí)，原本位于細(xì)胞核的NF90/NF110快速轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)，失去“保險(xiǎn)”后環(huán)形RNA無(wú)法正常生成，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)成熟的環(huán)形RNA減少。而原本可以與成熟的環(huán)形RNA結(jié)合的一部分NF90/NF110重獲自由，轉(zhuǎn)而與病毒mRNA“對(duì)抗”。早在2010年，科學(xué)家們就研究發(fā)現(xiàn)，NF90/NF110可以與病毒mRNA結(jié)合，抑制病毒mRNA翻譯和病毒復(fù)制。
環(huán)形RNA及其生成過(guò)程正是通過(guò)與NF90/NF110的協(xié)調(diào)互作，間接參與了人體的抗病毒免疫反應(yīng)。
原載于上海觀察 2017年6月20日
作者：黃海華
