BioRxiv开辟全新研究方向：首次发现糖也可以与RNA分子结合

一项研究初步发现表明，聚糖可能可以结合RNA，指出了RNA的新作用

　　

生物通报道：科学家第一次发现被称为聚糖的复合糖可能可以与某些RNA分子结合。这一发现可能会大大改变目前对RNA功能的看法。

这一研究发现公布在9月30日出版的BioRxiv预印本，文章通讯作者，斯坦福大学化学生物学家Carolyn Bertozzi说，“现今生物学上确实没有一个框架可以解释RNA和聚糖如何同时存在于同一位置，更不用说相互连接了。”

Bertozzi的实验室在研究糖基化时发现了附着在RNA上的糖，糖基化是人类细胞系中糖分子与蛋白质或其他有机分子结合的反应。糖基化具有许多功能，包括帮助蛋白质折叠，细胞彼此粘附，同时也是出现不同血型的分子机制。

这项研究的第一作者Ryan Flynn（Bertozzi实验室的博士后）试图标记糖蛋白时发现了与RNA相连的聚糖，这是研究人员从未见过的令人惊讶的发现。

为了验证这一发现，他们进一步进行了研究，确定了称为N-连接聚糖的糖粘附在包括小Y RNA在内的非编码RNA分子上，可能在DNA复制中起作用。

“这是一个非常奇怪的发现。起初，我们对此表示怀疑。 。 。” Bertozzi说。

之后，研究人员试图从样品中分离出蛋白质，但是经过各种处理后，发现样品仅对切割RNA的酶敏感。 Flynn说：“留下的答案只能是RNA。”进一步研究表明，这种研究人员称为 glycoRNA 的RNA也存在于小鼠和仓鼠的细胞培养物，以及从活着的小鼠身上提取的细胞中。

研究人员还不知道RNA和糖如何结合的，因为除非使用酶消化RNA或糖，否则不可能分离两种生物聚合物。他们相信，RNA和聚糖“通过某种不是蛋白质的连接，或者至少不是被蛋白酶识别的蛋白质，以某种方式连接在一起，”Bertozzi说，他认为这种连接可以直接通过共价键形成。

RNA通常仅存在于细胞核和细胞质中，而糖基化被认为发生在内质网和高尔基体中。为了将两种生物聚合物一起，RNA或聚糖必须以以前无法检测到的方式进入这些细胞器中，或者可能还存在充当中间分子的分子。 “无论是什么，这都是一个完全未知的生物学”。

已知观察到的许多glycoRNA都含有在自身免疫条件下（例如狼疮）抗体结合的RNA。目前尚不清楚为什么这些RNA会引起免疫反应。

聚糖（左上方）和RNA（右下方）通过这种未知的糖RNA结构连接。图片来源：Ryan FLYNN

其他RNA研究人员对此均表示兴奋，并希望进行更多研究。 “如果得到验证，本文无疑将为研究基因表达，基因调控，转录的质量控制和RNA周转率开辟一个全新的研究方向，”哈佛医学院外科教授兼研究中心主任Richard Cummings（未参加该项研究）说。

“看到它我感到惊讶和兴奋。这是一个出乎意料且发人深省的观察结果。”剑桥大学Ys RNA研究人员Torsten Krude（未参加该项研究）说，“如果结果是一致的并得到其他人的证实，能够经受时间和审查的考验，那将是RNA生物学令人兴奋的新方向。”

自从Bertozzi和Flynn在Twitter上宣布预印本以来，他们已经收到许多其他研究人员的反馈。 Bertozzi说：“我认为我们获得的反馈越多，就能更深入地挖掘并深入研究这一问题。”

（生物通）

原文标题：

R.A. Flynn et al., “Mammalian Y RNAs are modified at discrete guanosine residues with N-glycans,” bioRxiv, doi.org/10.1101/787614, 2019.