大肠杆菌中RNA聚腺苷化与能量代谢的全基因组研究揭示ATP水平对RNA稳定性的影响

　　

一项新的研究揭示了RNA多聚腺苷化转录后过程在能量代谢和RNA代谢中的重要作用。这项研究首次在没有poly(A)聚合酶I（PAP I）的情况下，对大肠杆菌RNA稳定性进行了全基因组分析，发现PAP I的缺失导致超过1000个RNA分子以全长功能分子或非功能片段的形式稳定存在。研究还发现，PAP I的缺失改变了能量代谢，导致ATP水平降低了近20%。

研究团队通过灭活大肠杆菌中pcnB基因编码的PAP I，观察了RNA稳定性的变化。结果显示，缺乏PAP I的大肠杆菌中，RNA的稳定性显著增加，这与ATP水平的降低有关。当细胞内ATP水平降低到0.5 mM以下时，许多RNA分子稳定下来，这首次证明了ATP水平和RNA稳定性之间的因果关系。研究还发现，在低ATP水平下，PAP I介导的RNA稳定可能是能量有限条件下节约能量的一种手段。

这项研究的重要性在于，它提供了聚(A)聚合酶在RNA聚腺苷化、RNA稳定性和细胞能量之间相互作用的主要目标的深入了解。这些酶催化RNA聚腺苷化过程，包括ATP水解和在RNA的3'端添加聚(A)尾部。研究结果首次显示，在没有PAP I的情况下，大肠杆菌中全基因组RNA稳定与ATP水平降低相关，这为理解RNA稳定性和能量状态之间的联系提供了新的视角。

研究还探讨了RNA降解过程，这一过程在大肠杆菌中主要由RNase E、RNase III等酶进行核糖内溶性裂解，然后由3'端外核糖核酸酶将核糖内溶性裂解产物转化为寡核苷酸，再通过寡核苷酸酶进一步降解为单核苷酸。PAP I通过添加3'端多聚(A)尾部促进RNA降解，为3'外核糖核酸酶提供了一个结合位点。这项研究首次在全基因组水平上分析了PAP I活性对RNA稳定性的影响，为未来研究RNA代谢和能量代谢的相互作用提供了宝贵的数据。

这项研究不仅揭示了PAP I在调节RNA稳定性中的重要作用，还发现了ATP水平对RNA稳定性的直接影响，这对于理解细菌在能量有限条件下的生存策略具有重要意义。研究结果强调了PAP I聚腺苷化在调节参与多种生物学功能的转录本稳定性中的作用，对细胞生理可能有重大影响。通过进一步研究，我们可以更好地理解RNA代谢和能量代谢之间的复杂关系，为开发新的抗菌策略提供理论基础。