細(xì)胞核仁的主要功能之一是生成并加工核糖體RNA，進(jìn)而組裝蛋白質(zhì)合成的機(jī)器——核糖體。一旦核糖體RNA的“產(chǎn)生和加工過(guò)程”混亂，則會(huì)破壞核仁的結(jié)構(gòu)與功能，導(dǎo)致核糖體在“蛋白質(zhì)翻譯”時(shí)出現(xiàn)異常。目前已發(fā)現(xiàn)，核仁與早期胚胎發(fā)育和腫瘤發(fā)生都存在緊密的聯(lián)系。

　　中科院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心陳玲玲研究組，2017年發(fā)現(xiàn)了一條全新的長(zhǎng)非編碼RNA，將其命名為SLERT，它可以結(jié)合核仁蛋白DDX21并改變其環(huán)狀結(jié)構(gòu)大小，進(jìn)而調(diào)控核糖體RNA的轉(zhuǎn)錄。但這背后的機(jī)制究竟是怎樣的，尚不清楚。

　　日前，陳玲玲與劉珈泉研究組第一次提出“RNA分子伴侶”機(jī)制，揭示了SLERT改變核仁蛋白DDX21的構(gòu)象，進(jìn)而影響核仁重要區(qū)域功能，確保核糖體RNA順利產(chǎn)生。該研究成果于2021年7月30日發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》，并獲得同期專評(píng)。

　　“一個(gè)SLERT竟然可以調(diào)控幾百個(gè)核仁蛋白DDX21，這讓我們感到吃驚。”論文的共同第一作者之一、博士研究生吳曼告訴解放日?qǐng)?bào)·上觀新聞?dòng)浾摺ｉL(zhǎng)非編碼RNA通常以低劑量形式參與細(xì)胞命運(yùn)活動(dòng)，而低劑量的SLERT卻可以調(diào)控高劑量的DDX21分子，這是如何實(shí)現(xiàn)的呢?

　　不妨把核仁蛋白DDX21想象成“一個(gè)人”，有時(shí)張開雙臂(開放構(gòu)象)與別人手拉手，有時(shí)雙手互握抱在胸前(閉合構(gòu)象)與別人肩并肩，SLERT更喜歡與雙臂張開的DDX21結(jié)合在一起，把它誘導(dǎo)成雙臂閉合之后，再去結(jié)合其他開放的DDX21分子，從而使得低劑量的SLERT作為“RNA分子伴侶”，可以不斷結(jié)合DDX21并協(xié)助其發(fā)生構(gòu)象改變。構(gòu)象改變的DDX21環(huán)狀結(jié)構(gòu)變得疏松，為核糖體RNA生成和加工提供了寬松的工作環(huán)境。

　　DDX21在較低濃度就能形成簇狀聚集，并且卷曲纏繞核糖體DNA，使得負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄的酶不能發(fā)揮作用，無(wú)法正常轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生核糖體RNA。正是由于SLERT促進(jìn)了DDX21的閉合構(gòu)象，增大了流動(dòng)性，可以阻止DDX21對(duì)核糖體DNA的包裹，讓轉(zhuǎn)錄酶順利結(jié)合核糖體RNA，維持核仁功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而順利組裝核糖體。

　　正如宇宙中存在著暗物質(zhì)，在生命體這個(gè)“宇宙”中，非編碼RNA正是人類知之甚少的“暗物質(zhì)”。在人類基因轉(zhuǎn)錄組中，超過(guò)98%為非編碼RNA。越來(lái)越多的證據(jù)表明，一些重大疾病與非編碼RNA調(diào)控失衡相關(guān)。此次研究首次揭示了“RNA分子伴侶”跨越數(shù)量級(jí)調(diào)控核仁蛋白的機(jī)制，這對(duì)深入理解長(zhǎng)非編碼RNA分子功能具有重大意義。

　　原載于上觀新聞 2021年7月30日

　　作者：黃海華