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2023-05-04 11:49

研究揭示了以前未知的核糖核酸的人体修复机制

4月29日,德国柏林:核糖核酸(rna)是一种单链分子,是所有生物细胞的基本组成部分。mrna作为我们基因的“转录本”,通过携带合成蛋白质的指令,促进了遗传信息的翻译。康斯坦茨大学(University of Konstanz)有机和细胞化学教授安德烈亚斯·马克思(Andreas Marx)指出,rna在生成后或受损后修复后,经常需要进行化学修饰,以便在细胞内开展一系列活动。

在这个过程中发生的一个化学事件是两个RNA链在各自相对的末端的三步连接(连接)。RNA连接酶是一种特殊的酶,存在于所有生物中,包括病毒、真菌和植物,它会导致这个过程。这些RNA连接酶以前没有在包括人类在内的脊椎动物中被发现。作为这种类型的第一个人类RNA连接酶,蛋白质C12orf29现在已经被发现,它是康斯坦茨多学科研究小组的一部分。这项发表在《自然通讯》杂志上的研究结果表明,酶在细胞抵抗细胞压力方面起着保护作用。

“我们在对人类肺癌和肾细胞的广泛研究中注意到C12orf29,我们在寻找具有特定化学特征的蛋白质时使用了新的化学工具。它引起了我们的注意,因为在此之前我们还不知道这种蛋白质的功能是什么。”因此,研究人员开发并使用了各种方案来纯化和预测未开发蛋白质的结构,并进行实验来追踪其化学功能。因此,他们能够证明最初只是一个合理的怀疑:C12orf29使用三磷酸腺苷(ATP)连接RNA链。

研究人员能够详细地展示这个过程遵循一个特征,从其他生命形式的其他RNA连接酶中已知的三步反应模式。为了进一步了解C12orf29在细胞水平上的功能,研究人员在阐明了化学机制后又进一步研究了C12orf29。“我们使用CRISPR/Cas基因剪刀生成了一个人类肾细胞系,其中编码C12orf29的基因被敲除。然后,我们能够在不同的实验条件下将这些敲除(KO)细胞与‘正常’肾细胞进行比较,”马克思解释说。

特别是,当用K维生素甲萘醌处理细胞时,KO细胞与具有功能性RNA连接酶的野生型细胞之间观察到明显的差异:相对低浓度的甲萘醌足以损伤KO细胞。相比之下,野生型细胞仅在明显较高的浓度下受损。由于已知甲萘醌会引起氧化应激,研究人员从这一结果中得出结论,C12orf29可以防止氧化细胞应激。“我们假设以前隐藏的人类RNA修复机制是C12orf29生物学功能的基础。我们现在需要在进一步的研究中检验这种机制。”马克思说。(ANI)