RNA世界的警察与督查：水生所研究揭示细菌RNA代谢调控新机制

　　

　　最近中国科学院水生生物研究所张承才团队对细菌中RNA代谢调控机制的研究取得重要进展。相关成果以“A conserved protein inhibitor brings under check the activity of RNase E in cyanobacteria（蓝藻中RNase E受一个保守蛋白调控）”为题，在线发表于国际期刊Nucleic Acids Research上 (https://doi.org/10.1093/nar/gkad1094)。该团队在蓝藻RNA代谢领域有深厚积累，曾发现蓝藻中存在RNA降解体并揭示了其关键组分。 

　　细菌遍布于地球的几乎每个角落，具有不可思议的环境适应能力。科学家们发现，这些微小生物的生存适应力与其细胞中RNA的高效代谢能力分不开。 

　　细胞中的RNA分子种类繁多，它们不仅编码蛋白质，也直接参与调控多种生命过程。在细菌中，有多种蛋白参与RNA代谢，其中内切核酸酶RNase E是最为关键的一个。RNase E的切割作用是许多RNA分子降解的第一步，决定了这些RNA在细胞中的寿命。 RNase E就像细胞中的四处巡逻的警察，负责消灭RNA世界里不再被需要的或者功能异常的分子。不过，这位警察虽然功力了得，但判断力较差。当遇到正在发挥功能的RNA时，它也经常会不加区别地切割。为了避免误伤无辜进而导致RNA代谢混乱，RNase E在胞内的活性必须受到严格的控制。然而，迄今人们对RNase E如何被调控仍然所知甚少。  

　　张承才团队最近发现蓝细菌中RNase E的活性受到蛋白RebA调控。RebA的功能之前未知，但其同源序列存在于所有蓝细菌中。该团队发现RebA能够结合RNase E催化区域，并抑制RNase E对底物的结合和切割，这确保了RNase E在胞内具有适宜的活性；若RebA对RNase E的活性调控出现异常，细胞形态及生存能力都将受到极大影响（图1）。RebA就像一位警务督察官，它时时监督限制着RNase E这位警察的一举一动，防止误伤无辜，从而保障RNA代谢正常。 

图1：蓝藻中RebA调控RNase E活性，进而调控细胞形态

　　该研究揭示了一种全新的RNase E活性调控机制，进一步加深了人们对细菌RNA代谢调控的认识。水生所博士研究生刘素娟为本研究论文第一作者，张承才研究员和张巨源副研究员为共同通讯作者。该研究受到国家自然科学基金项目、中国科学院先导B项目、水生所特色所项目以及武汉市知识创新-基础研究项目的资助。