2023年5月30日,澳门新甫京娱乐娱城平台、合成与功能生物分子中心、北大-清华生命科学联合中心、IDG/麦戈文脑科学研究所邹鹏课题组在《ACS Biochemistry》发表题为“Enzyme-Mediated Proximity Labeling Identifies Small RNAs in the Endoplasmic Reticulum Lumen”的研究论文,报道了哺乳动物细胞内质网腔中存在RNA分子的现象。
真核细胞中RNA分子的亚细胞定位通过影响转录、结构支持、局部蛋白质合成等功能,调节了许多重要生理过程,如细胞增殖、胚胎发育、长期记忆形成等。近期研究表明,在哺乳动物细胞中的一些RNA上存在有N-糖基化共价修饰。传统观点认为,产生这些N-糖基化所需的蛋白质机器定位于内质网腔内,因此一个十分有趣的问题是,RNA分子是否可能通过定位至内质网腔而获得糖基化修饰,并通过分泌途径定位至细胞膜?然而,目前尚未有直接证据表明内质网腔中具有RNA定位,也从未发现能够介导RNA分子穿越内质网膜的机制。因此,找到RNA分子存在于内质网腔的直接证据,将有助于人们进一步探索RNA糖基化的化学机制与生物学功能。
针对这一问题,邹鹏课题组利用之前开发的邻近标记技术MERR APEX-seq解析了哺乳动物细胞内质网腔中定位的RNA。在此研究中,他们将高活性的辣根过氧化物酶HRP遗传靶向至内质网腔中,并通过在新生RNA中代谢引入核苷类似物以增强标记水平,成功发现了在人胚肾上皮细胞HEK293T和原代培养的大鼠神经元的内质网腔中存在有RNA。这些RNA的长度普遍小于200 nt,在不同物种来源的细胞间有着类似的分布,并且与先前报导的N-糖基化RNA属于相同类型。这一发现为RNA可能通过分泌途径定位至细胞膜提供了实验证据。
图1 利用定位于内质网的HRP对邻近的RNA开展原位标记
澳门新甫京娱乐娱城平台博士生任子琪、前沿交叉学科研究院博士生李冉、周欣悦为该论文的共同第一作者,邹鹏研究员为论文通讯作者。该工作得到了科技部、国家自然科学基金委、北京分子科学国家研究中心和北大-清华生命科学联合中心的资助。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.biochem.3c00142
撰稿:任子琪