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该研究通过全基因组正向遗传筛选，鉴定出人类核糖核酸酶 MRP（RNase MRP）特异性蛋白组分 RMP24 和 RMP64，二者参与前核糖体 RNA（pre-rRNA） ITS1 位点 2 的加工，与 MRP RNA 结合，不参与 RNase P 活性及结合 H1 RNA，结构与酵母同源蛋白相似，为相关疾病研究提供新方向。
研究背景与目的
人类核糖核酸酶 P（RNase P）和 MRP（RNase MRP）是含催化 RNA 的核糖核蛋白（RNP）酶。RNase P 主要负责前转运 RNA（pre-tRNA）5′前导序列及 tRNA 样结构的加工，在所有生命域中保守；而核 RNase MRP 仅存在于真核生物，负责前核糖体 RNA（pre-rRNA） ITS1 位点 2 的初始加工，还可切割其他 RNA 如细胞周期蛋白 B2 的 5′非翻译区（UTR）和 CTS1 mRNA。线粒体 RNase MRP 与核 RNase MRP 共享 RNA 组分，但蛋白组分不同，负责生成线粒体 DNA 复制引物。RNase MRP 相关突变与软骨毛发发育不全（CHH）、无增长性发育不良（AD）等核糖体病相关。然而，长期以来人类 RNase MRP 的特异性蛋白亚基一直未被鉴定，已知的 9 种相关蛋白均与 RNase P 共享，阻碍了对其功能、底物及结构的研究。本研究旨在通过正向遗传筛选寻找人类 RNase MRP 特异性蛋白亚基。
研究方法与结果
正向遗传筛选识别关键基因
利用依赖 RNase MRP 和 RNase P 的报告基因翻译需求，通过全基因组 CRISPR sgRNA 筛选结合双荧光报告系统，检测翻译缺陷。该系统利用 Fireworks 细胞的荧光变化区分翻译缺陷与转录缺陷：敲除影响翻译的基因会导致荧光右下方偏移。构建包含 90,260 个 sgRNA 的 “遗漏” 文库，排除已知 nonsense-mediated mRNA decay（NMD）通路相关基因，经三轮迭代荧光激活细胞分选（FACS）筛选，富集出与 RNase P/MRP 共享组分及核糖体生物发生、翻译起始因子相关基因。其中，两个未被充分研究的基因 c18orf21（RMP24）和 c3orf17（RMP64）富集程度与 RNase P/MRP 共享组分相当。
RMP24 和 RMP64 的功能验证
单基因敲除验证显示，RMP24 和 RMP64 敲除导致 pre-rRNA ITS1 位点 2 未加工前体水平显著升高，与 RNase MRP 组分敲除效果一致，而 RNase P 特异性组分 RPP21 和 RPPH1 敲除不影响该加工步骤。此外，RMP24 和 RMP64 敲除不影响 RNase P 对 MALAT1 衍生的小细胞质 RNA（mascRNA）的加工，表明二者特异性作用于 RNase MRP。
蛋白与 RNA 的相互作用
免疫纯化实验表明，Rmp24 和 Rmp64 与 MRP RNA 特异性结合，富集倍数显著高于阴性对照，而与 RNase P 特异性的 H1 RNA 无结合。RNase P 特异性蛋白 Rpp21 和共享蛋白 Rpp25 则与 H1 RNA 结合，证实 Rmp24 和 Rmp64 是 RNase MRP 特异性蛋白亚基。
结构相似性分析
尽管序列同源性低，但 AlphaFold 预测及晶体结构对比显示，Rmp64 与酵母 RNase MRP 特异性蛋白 Rmp1 的 N 端四螺旋束结构相似，关键保守氨基酸位于底物识别环区，可能参与 pre-rRNA 结合；Rmp24 与酵母 Snm1 的 N 端结构相似，含 C2C2 型锌指结构，可能通过锌离子配位稳定 RNA 结合构象。
讨论与意义
本研究首次鉴定出人类 RNase MRP 特异性蛋白亚基 RMP24 和 RMP64，解决了三十余年未决的科学问题。二者的发现为独立研究 RNase MRP 提供了基础，有助于解析其底物特异性、挖掘内源性 RNA 底物及结构研究。RMP64（Nepro）的核仁定位及其突变与 CHH-AD 的关联，提示其在核糖体生物发生中的关键作用，为相关核糖体病的发病机制提供了新靶点。未来需通过体外重组和结构解析进一步验证其功能机制，拓展对 RNase MRP 在细胞生理和疾病中作用的理解。
