探秘 RNA 结合蛋白:解锁癌症调控密码,开拓 RNA 治疗新征程

【字体: 时间:2025年02月22日 来源:Communications Biology 5.2

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  为解决 RNA 结合蛋白(RBPs)调控机制及在癌症中作用不明的问题,研究人员开展相关研究。虽未提及具体结果,但有望借此设计靶向 RNA - RBP 模块策略对抗癌症。推荐科研读者阅读,了解前沿科研思路与动态。

  

图片说明


图片来源:法拉兹?马尔达赫(Faraz Mardakheh)。马尔达赫实验室成员从左至右依次为:埃米莉?阿拉德(Emilie Alard)、玛雅?库珀(Maia Cooper)、扎伊娜?帕特尔(Zaynah Patel)、法拉兹?马尔达赫(Faraz Mardakheh)、马丁?多德尔(Martin Dodel)和泽伊纳布?雷卡德(Zeinab Rekad)。

研究人员所在实验室的主要研究重点及当前项目所围绕的问题


研究人员所在实验室的总体目标是探究 RNA 结合蛋白(RBPs)如何受到各种细胞内和细胞外信号的调控,以及这些调控过程在诸如癌症等疾病中是如何出现异常的。RNA 结合蛋白是所有生命形式中基因表达的主要转录后调节因子,它们控制着 RNA 生命周期的各个方面。然而,令人惊讶的是,人们对其活性如何根据各种信号进行精细调节知之甚少。研究人员的工作尤其聚焦于揭示致癌信号通路如何调节 RNA 结合蛋白,以及这些调节如何促进癌症的发生和发展。通过加深对恶性肿瘤中 RNA 结合蛋白调控的理解,研究人员旨在能够设计出通过靶向癌症特异性 RNA - RNA 结合蛋白调控模块来对抗癌症的新策略。

RNA 结合蛋白的迷人之处以及研究人员最初对该专业研究领域产生兴趣的原因


研究人员对 RNA 结合蛋白的兴趣源于其在博士后研究期间的一项意外发现。当时,研究人员在已故的癌症信号领域先驱克里斯?马歇尔(Chris Marshall)的实验室进行研究,正在开发一种空间蛋白质组学策略,以识别癌细胞迁移和侵袭的新信号和细胞骨架调节因子。该策略基于分离迁移细胞中富含肌动蛋白的突起,并对其进行定量蛋白质组学分析,以揭示哪些蛋白质定位于这些驱动癌细胞迁移的动态区域。令研究人员惊讶的是,分析结果显示有大量 RNA 结合蛋白强烈定位于突起部位。随后的功能实验表明,这些 RNA 结合蛋白中的许多在突起形成和细胞迁移中起着关键作用。这一发现引发了诸多问题:为什么有这么多 RNA 结合蛋白定位于细胞边缘,它们在那里发挥什么作用?传统上认为细胞迁移主要由蛋白质调节,而现在发现它可能与 RNA 调节存在根本联系,这一点尤其令研究人员着迷。认识到 RNA 调节是在已确立的蛋白质驱动的细胞过程中未被充分认识的一个层面,这一认识至今仍推动着研究人员的研究热情。

从那时起,研究人员改变了研究方向,开始专注于 RNA 结合蛋白的研究,最初是在癌细胞迁移和侵袭方面,最终扩展到它们在癌症发生和发展各个方面的更广泛作用。研究人员特别幸运的是,克里斯担任其博士后导师,给予了全力支持和追求这一新兴趣的自由。

随着 RNA 生物学尤其是 RNA 治疗学的快速发展,研究人员预期哪些新兴趋势将在未来几年塑造该领域,以及研究人员的研究如何为这些发展做出贡献


在研究人员看来,最令人兴奋的新兴概念之一是核糖调节(ribo - regulation)。人们越来越多地发现,RNA 分子不仅仅是 RNA 结合蛋白被动的转录后作用靶点,还可以主动调节与之结合的多种蛋白质,其中许多蛋白质甚至没有已知的 RNA 结合结构域。与此同时,随着前沿技术能够大规模、无偏向性地绘制 RNA - 蛋白质相互作用图谱,人们即将拥有一个以单残基分辨率呈现的已知 RNA - 蛋白质相互作用的庞大数据库。这样的数据库可用于设计能够结合并核糖调节选定目标蛋白质的新型 RNA 或 RNA 模拟分子。这可能代表着 RNA 治疗学的范式转变。设想一下,能够合理设计出具有无与伦比的选择性和功效、可以结合特定蛋白质区域并调节特定蛋白质活性的 RNA / 类 RNA 分子。研究人员希望,通过无偏向性的组学方法专注于解码 RNA - RNA 结合蛋白相互作用及其调控动态的研究,能够为这一变革性的领域发展做出贡献。

祝贺研究人员近期加入牛津大学!将已成熟的实验室迁至新环境面临哪些挑战,以及哪些因素影响了这一搬迁决定


谢谢!搬迁实验室始终是一个具有破坏性的过程,但研究人员很幸运拥有一个极具协作精神且组织有序的团队,尽可能使过渡过程平稳进行。研究人员之前所在的部门和新加入的部门也都给予了极大的支持,这使得搬迁更加顺利。做出搬迁决定主要是因为有一个无与伦比的机会,能够加入由 RNA、染色质和癌症生物学领域世界领先专家组成的充满活力的研究群体。再加上拥有齐全的前沿设施和世界一流的基础设施,牛津大学生物化学系似乎是提升研究水平的理想环境。现在研究人员已经在新环境中安顿下来,可以自信地说做出了正确的选择。

有人形容研究人员所在实验室的氛围非常友好且协作性强。作为团队负责人,研究人员在充满挑战的时期如何保持实验室成员的积极性和高昂士气


研究人员非常幸运拥有如此才华横溢、善良有趣且热情洋溢的实验室成员,他们和研究人员一样对科学发现充满热情。作为团队负责人,研究人员的主要职责是培育这种良好的氛围。研究人员不仅通过激发对科学的热情来保持成员的积极性,还通过支持他们的个人和职业发展来做到这一点。研究人员提醒自己,作为首席研究员(PI),其角色不仅仅是老板,更是导师。在学术界,大多数实验室成员都是受训人员(即学生或博士后),所以首席研究员的职责是既要进行管理,也要开展培训。对研究人员来说,无论实验室成员选择何种职业道路(例如学术界或工业界),他们在职业生涯中取得良好发展都极为重要。如果实验室成员将自己的努力视为一种双赢的合作,就能营造出一个快乐、合作且充满活力的氛围,让每个人都能蓬勃发展。

对于刚开始建立自己实验室的早期职业研究人员,研究人员有哪些关键建议


研究人员最重要的建议是在招聘时要精挑细选。研究人员知道,大多数刚开始担任首席研究员的人都渴望尽快开展工作,但最初的人员任命对于确立团队文化至关重要。此外,不要害怕重新审视研究目标。如果研究结果揭示了另一个可能更令人兴奋且更重要的研究方向,那就去追求它!如果这意味着要建立新的合作关系并学习新的技术,那就去做吧。研究人员认为,作为科学家,人们过于关注自己的过往 —— 来自哪个实验室、研究背景和专业知识是什么 —— 而不是追求眼前最新颖且最具影响力的发现!归根结底,重要的是所做出的发现,所以其他一切都应次之,不是吗?

本次采访由副主编卡利亚?格奥尔基耶娃(Kaliya Georgieva)进行。

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