7月19日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Nucleic Acids Research在線(xiàn)發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所程紅研究組的最新研究成果“mRNAs are sorted for export or degradation before passing through nuclear speckles”，揭示了 mRNA 出核和降解命運(yùn)決定的時(shí)空性。

 

        對(duì)于細(xì)胞核內(nèi)絕大多數(shù)mRNA而言，最終的命運(yùn)是出核抑或降解。細(xì)胞如何調(diào)控出核或降解RNA pools的平衡是一個(gè)重要的生物學(xué)問(wèn)題。在機(jī)體內(nèi)基因表達(dá)的每個(gè)步驟均受到嚴(yán)密的質(zhì)量監(jiān)控，exosome 復(fù)合體是RNA 質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，可參與加工和降解種類(lèi)繁多的RNA。MTR4作為重要的輔助蛋白可協(xié)助exosome復(fù)合體發(fā)揮其功能。程紅實(shí)驗(yàn)室的前期工作表明，MTR4與mRNA出核過(guò)程中的接頭蛋白ALYREF競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合5’帽結(jié)合復(fù)合體，特異識(shí)別并降解低效出核的mRNA，從而決定了細(xì)胞核內(nèi)mRNA的命運(yùn)并確保了mRNA出核或降解之間的平衡（Fan et al., EMBO J , 2017）。在此基礎(chǔ)上，程紅研究組深入探索了mRNA出核和降解命運(yùn)決定的時(shí)空性。

 

        程紅研究組的最新研究表明，當(dāng)exosome功能被抑制時(shí)，polyA RNA在核質(zhì)中形成明顯的不和nuclear speckle共定位的點(diǎn)狀聚集。Nuclear speckle是一種富含多種mRNA出核因子的細(xì)胞亞核結(jié)構(gòu)。通過(guò)深度測(cè)序，熒光原位雜交等方法證明這些成點(diǎn)狀聚集的polyA RNA正是exosome復(fù)合體的底物mRNA。進(jìn)一步研究顯示，在mRNA尚未進(jìn)入到nuclear speckle之前，其出核和降解的命運(yùn)已經(jīng)被決定。它們或者進(jìn)入nuclear speckle中出核，或者在核質(zhì)內(nèi)被exosome復(fù)合體迅速降解。mRNA的早期命運(yùn)決定可以避免細(xì)胞內(nèi)重要功能蛋白的浪費(fèi)和異常mRNA的出核轉(zhuǎn)運(yùn)。

 

        該研究工作得到中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李國(guó)輝研究員及其課題組的大力幫助，獲得科技部、自然科學(xué)基金委、中國(guó)科學(xué)院的經(jīng)費(fèi)資助，同時(shí)得到生化與細(xì)胞所細(xì)胞分析技術(shù)平臺(tái)、分子生物學(xué)技術(shù)平臺(tái)等平臺(tái)的大力支持。