眾所周知，DNA是人體主要遺傳物質(zhì)，而RNA則是DNA和人體蛋白之間的“橋梁”和“信使”。然而，近年來，RNA分子家族的“新人”——環(huán)形RNA攜帶諸多未解之謎，出現(xiàn)在科學(xué)家們的視野。4月25日，中科院生化與細(xì)胞所陳玲玲研究組首次揭示了這群擁有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的環(huán)形RNA的降解途徑及其特殊二級(jí)結(jié)構(gòu)特征，還發(fā)現(xiàn)其在天然免疫調(diào)控過程中具有重要功能。相關(guān)論文發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》。

　　環(huán)形RNA是一類具有閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)的非編碼RNA分子，一直以來都被認(rèn)為是基因錯(cuò)誤剪接的偶然結(jié)果。直到2012年以后，科學(xué)家們相繼發(fā)現(xiàn)，環(huán)形RNA不但廣泛存在于機(jī)體細(xì)胞中，個(gè)別環(huán)形RNA還發(fā)揮著一定的功能。但由于環(huán)形RNA與其對(duì)應(yīng)線形RNA序列幾乎完全一樣，目前已有的技術(shù)手段限制了科學(xué)家對(duì)其特殊結(jié)構(gòu)和功能的研究，大部分環(huán)形RNA的功能尚不明確，亟待研究。

　　十多年來，陳玲玲研究組一直專注環(huán)形RNA領(lǐng)域的研究。在近期研究二級(jí)結(jié)構(gòu)過程中，他們發(fā)現(xiàn)，環(huán)形RNA內(nèi)部可以形成16-26bp的雙鏈RNA莖環(huán)結(jié)構(gòu)的獨(dú)特造型。人體中天然免疫因子PKR可以抵抗病毒入侵，但它就像一匹野馬；而環(huán)形RNA的獨(dú)特結(jié)構(gòu)就像韁繩，能夠被免疫因子PKR識(shí)別并結(jié)合，牢牢套住這匹“野馬”。正常情況下，當(dāng)病毒入侵細(xì)胞后，環(huán)形RNA會(huì)被核糖核酸酶RNase L大規(guī)模“切割”降解，陳玲玲團(tuán)隊(duì)的前期研究證明，環(huán)形RNA生成速度緩慢，不足以回補(bǔ)被降解分子，天然免疫因子PKR從而恢復(fù)自由身，得以釋放激活參與細(xì)胞抗病毒免疫過程。

　　但是，“野馬”也有脫韁的時(shí)候，系統(tǒng)性紅斑狼瘡就是這樣的例子。研究人員通過檢測(cè)紅斑狼瘡病人體內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在環(huán)形RNA降解中發(fā)揮重要“切割”功能的核糖核酸酶RNase L在病人體內(nèi)處于“弱激活狀態(tài)”，與之對(duì)應(yīng)的是環(huán)形RNA普遍在病人體內(nèi)數(shù)量很低，天然免疫因子PKR及其下游免疫信號(hào)通路則在體內(nèi)過度激活“運(yùn)轉(zhuǎn)”?？蒲腥藛T通過使用技術(shù)手段讓環(huán)形RNA在病人來源的免疫細(xì)胞內(nèi)數(shù)量增多，可以觀察到過度激活“運(yùn)轉(zhuǎn)”的天然免疫因子PKR及其下游免疫信號(hào)通路被顯著“控制”。相關(guān)研究進(jìn)展為環(huán)形RNA代謝和功能研究奠定了重要基礎(chǔ)，也為紅斑狼瘡等自身免疫病的臨床診斷和治療提供了新思路。

　　原載于《上?？萍紙?bào)》 2019年5月3日

　　作者：劉禹