在RNA生物学领域,一项颠覆传统认知的研究于近期由芝加哥大学的何川和潘滔教授团队发表。他们的研究成果挑战了长期以来小核仁RNA(snoRNA)仅负责核糖体RNA(rRNA)和小核RNA(snRNA)化学修饰的观念,揭示了snoRNA在调控蛋白质分泌中的全新作用。
该研究的核心是一项名为snoKARR-seq的新测序技术。这项技术通过化学交联和特异性探针富集,成功捕捉到了snoRNA与其靶标RNA的相互作用,极大地提高了检测灵敏度和特异性。在人类细胞和小鼠脑组织的实验中,研究团队发现了数千种此前未知的snoRNA与mRNA的相互作用,这些发现为理解snoRNA的功能提供了新的视角。
尤为引人注目的是,研究人员发现了一种名为SNORA73的snoRNA,它通过与目标mRNA和7SL RNA形成三元复合体,显著促进了蛋白质向内质网的转运及分泌。这一发现打破了snoRNA功能的传统框架,揭示了其在细胞调控中的新角色。SNORA73通过一种非经典结合基序(MBM)与目标mRNA结合,并通过另一个结合位点(7BM)与7SL RNA相互作用,从而增强了目标mRNA与信号识别颗粒(SRP)的结合效率。
为了验证这一发现,研究团队进行了大量的实验验证和功能分析。他们利用荧光标记技术、点突变实验和RNA重构实验等手段,详细研究了SNORA73与靶标RNA的相互作用机制。这些实验不仅证实了SNORA73在促进分泌蛋白表达中的关键作用,还揭示了其作为“分子胶水”的功能,为进一步优化蛋白分泌提供了理论基础。
研究团队还利用snoKARR-seq技术系统性地分析了C/D盒和H/ACA盒snoRNA与rRNA的相互作用,识别了大量已知修饰位点,并发现了许多新的互作。这些新发现的靶点并不完全遵循已知的修饰规则,暗示snoRNA可能具有超出RNA修饰的调控功能。这些发现为探究snoRNA在核糖体生成中的多重角色提供了有力支持。
何川教授是RNA生物学和表观遗传学领域的知名专家。他首次提出了“RNA表观遗传学”概念,并发现了首个RNA去甲基化酶,这些开创性研究为RNA调控基因表达的新方向奠定了坚实基础。凭借这些杰出贡献,何川教授于2023年荣获沃尔夫化学奖,成为RNA修饰领域的世界级权威。
这项研究不仅扩展了对snoRNA功能的认识,还为探索非编码RNA在细胞调控中的作用提供了新的视角。未来,研究人员将进一步验证这些初步发现,并探索snoRNA在其他生物学过程中的潜在功能,为生物医学领域的发展贡献更多力量。