Nat Chem Biol | 魯伯塤組發現過長CAG重複RNA相分離及相變影響細胞全局翻譯

發布時間:2023-08-19瀏覽次數:488

  混合均勻的液體中,高分子聚合物可由於分子間的相互作用在溶液中通過相分離產生液滴。近年來研究發現,生物大分字也會由於類似的分子間的相互作用相分離,在溶液中或細胞生理環境下產生凝聚體(condensates),這一過程也被稱為生物大分子的液液相分離(Liquid-Liquid Phase SeparationLLPS)。而液液相分離產生的液滴可能從液態相轉變為固態相或近似於固態的膠體相,這一過程也被稱為生物大分子的相變(PT)。科學家已發現相分離與相變過程參與控製了多種重要的細胞生理功能,其異常也可造成多種嚴重疾病,例如神經退行性疾病。但過去十餘年間的絕大部分生物大分子液液相分離和相變研究集中在蛋白質,而RNA等其它生物大分子往往被作為“配角”,研究其對蛋白質的LLPSPT的調控作用。但作為可以形成眾多氫鍵且大小甚至大於蛋白質的生物大分子,RNA分子本身作為“主角”的相分離及相變極少被研究。

2017Ron Vale等發現了包含特定的重複序列(例如CAG重複)且重複數超過一定閾值的RNA會在體外獨立產生膠體化的凝聚體而無需任何蛋白參與,提示特定類型的RNA本身可能相分離和相變,被稱為RNA膠體化。但是,該過程在細胞內是否發生,其對細胞功能可能的影響依然完全未知。部分原因可能是因為在細胞內特別是細胞質中,很難觀察到與體外一樣的膠體化的相分離凝聚體。

2023817日,狗万外围充值 魯伯塤課題組同合作者英國普利茅斯大學羅壽青、清華大學李丕龍等在Nature Chemical Biology雜誌上發表題為Gelation of cytoplasmic expanded CAG RNA repeats suppresses global protein synthesis的文章,證實了包含過長CAG重複序列的RNA在細胞質內的膠體化,並發現該膠體化過程可通過“囚禁”重要的翻譯延伸因子eEF2從而導致細胞全局蛋白質合成速度的下降。研究進一步在動物實驗中提示含過長CAG重複序列RNA的膠體化可能導致神經退行性疾病相關的表型及神經電生理變化。

該研究不僅揭示了細胞內RNA相分離與相變的重要功能,也為CAG重複序列擴增相關的神經退行性疾病的發病機製提供了全新視角。


該論文的第一單位及最後通訊單位為狗万外围充值 ,最後通訊作者為魯伯塤研究員。合作者英國普利茅斯大學羅壽青為論文的共同通訊作者。Nature Chemical Biology同期配發了“News and Views”專文評述(“RNA repeats stall translation”)。



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