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科研進展

RNA世界的警察與督查:水生所研究揭示細菌RNA代謝調控新機制

發表日期:2023-11-29張巨源來源:水生生物研究所放大 縮小

  最近中國科學院水生生物研究所張承才團隊對細菌中RNA代謝調控機制的研究取得重要進展。相關成果以A conserved protein inhibitor brings under check the activity of RNase E in cyanobacteria(藍藻中RNase E受一個保守蛋白調控)”為題,在線發表于國際期刊Nucleic Acids Research (https://doi.org/10.1093/nar/gkad1094)。該團隊在藍藻RNA代謝領域有深厚積累,曾發現藍藻中存在RNA降解體并揭示了其關鍵組分。 

  細菌遍布于地球的幾乎每個角落,具有不可思議的環境適應能力??茖W家們發現,這些微小生物的生存適應力與其細胞中RNA的高效代謝能力分不開。 

  細胞中的RNA分子種類繁多,它們不僅編碼蛋白質,也直接參與調控多種生命過程。在細菌中,有多種蛋白參與RNA代謝,其中內切核酸酶RNase E是最為關鍵的一個。RNase E的切割作用是許多RNA分子降解的第一步,決定了這些RNA在細胞中的壽命。 RNase E就像細胞中的四處巡邏的警察,負責消滅RNA世界里不再被需要的或者功能異常的分子。不過,這位警察雖然功力了得,但判斷力較差。當遇到正在發揮功能的RNA時,它也經常會不加區別地切割。為了避免誤傷無辜進而導致RNA代謝混亂,RNase E在胞內的活性必須受到嚴格的控制。然而,迄今人們對RNase E如何被調控仍然所知甚少。  

  張承才團隊最近發現藍細菌中RNase E的活性受到蛋白RebA調控。RebA的功能之前未知,但其同源序列存在于所有藍細菌中。該團隊發現RebA能夠結合RNase E催化區域,并抑制RNase E對底物的結合和切割,這確保了RNase E在胞內具有適宜的活性;若RebARNase E的活性調控出現異常,細胞形態及生存能力都將受到極大影響(圖1)。RebA就像一位警務督察官,它時時監督限制著RNase E這位警察的一舉一動,防止誤傷無辜,從而保障RNA代謝正常。 

1:藍藻中RebA調控RNase E活性,進而調控細胞形態

  該研究揭示了一種全新的RNase E活性調控機制,進一步加深了人們對細菌RNA代謝調控的認識。水生所博士研究生劉素娟為本研究論文第一作者,張承才研究員和張巨源副研究員為共同通訊作者。該研究受到國家自然科學基金項目、中國科學院先導B項目、水生所特色所項目以及武漢市知識創新-基礎研究項目的資助。 

附件:
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