我科学家揭示RNA分子伴侣机制参与细胞活动

细胞核的主要功能之一是产生和加工核糖体RNA，然后组装蛋白质合成机器——核糖体。核糖体RNA“生产加工”的紊乱会引起核仁应激，破坏其结构和功能，导致核糖体中蛋白质翻译异常。已经发现核仁与早期胚胎发育和肿瘤发生密切相关。中国科学院分子与细胞科学卓越中心陈玲玲、刘家全研究发现，长链非编码RNA SLERT可以通过“RNA分子伴侣”机制改变核仁蛋白DDX21的构象，从而影响重要核仁区的功能，保证核糖体RNA的顺利产生。研究成果于7月30日发表在国际学术期刊《Science》上，同期被Perspectives评审。

陈玲玲研究团队的早期工作阐明，从核仁内到外共有三层超细结构，包括数十个由内层和中层组成的球形区域。研究发现，“成簇”的核仁蛋白DDX21以成簇的球壳结构包裹着每个中间层结构。 DDX21 分子具有可以相互影响的分子内和分子间相互作用。强烈的分子间相互作用导致蛋白质高度聚集，压缩核仁内层和中层的尺寸和分子的“流动性”。先前发现的 SLERT 是长链非编码 RNA 家族的成员，可以与 DDX21 结合。层区大小的抑制作用使核仁中间层内的空间环境保持松散状态。

研究人员利用全内反射荧光显微镜在单分子水平上发现，DDX21可以在低浓度下形成数百个蛋白质分子的簇，将核糖体DNA盘绕，使核糖体正常“ RNA的产生”被阻止。 SLERT促进了DDX21的闭合构象，增加了DDX21的流动性。身体。

长链非编码RNA通常以低剂量参与细胞命运活动。研究发现，低剂量的SLERT可以调节高剂量的DDX21分子。这是如何实现的？体外实验表明，SLERT对DDX21聚集体的解聚作用随着SLERT浓度的增加和反应时间的延长而增强，SLERT倾向于以开放构象与DDX21结合，诱导其进入闭合状态，然后“解开”它代替。结合新的具有开放构象的DDX21，开启下一个功能循环，让低剂量SLERT充当“RNA分子伴侣”，协助DDX21发生构象变化，调节DDX21的聚合物状态。

本研究首次揭示RNA分子伴侣跨数量级调控核仁-蛋白相分离特性，维持细胞核仁的正常形态功能，对理解长链相分离的分子机制具有重要意义。非编码RNA和无膜细胞体的功能。 (王春)