综述：架构RNA：无膜细胞器功能组装的蓝图

这篇综述深入探讨了架构RNA（arcRNA）作为无膜细胞器（MLO）组装的关键分子蓝图，揭示了其通过多价相互作用驱动相分离的机制。文章以NEAT1_2为模型，阐述了arcRNA的模块化结构如何指导MLO形成，并提出了三种作用模式（分子海绵、反应坩埚和染色质枢纽）。通过高通量技术（如RIC-seq、SPLASH）发现的数千种arcRNA候选分子，为理解动态细胞区室化提供了新视角。

　　

架构RNA的涌现

长链非编码RNA（lncRNA）研究在21世纪初迎来突破，科学家发现真核生物基因组广泛转录产生的lncRNA具有构建细胞内架构的功能。这些RNA通过与特定RNA结合蛋白（RBP）相互作用，形成分子支架，参与相分离（LLPS）过程。近年来，超分辨率成像和原位杂交技术揭示了lncRNA在核内枢纽结构中的精确定位，为理解其架构作用提供了直接证据。

arcRNA的功能定义

无膜细胞器（MLO）如核仁、卡哈尔体和核斑缺乏脂膜结构，依赖生物分子凝聚形成。根据功能差异，MLO相关RNA可分为三类：

1. 核心支架型（arcRNA）：如NEAT1_2，对MLO组装不可或缺；
2. 功能调节型：参与MLO亚结构形成或物理性质调控；
3. 底物型：作为生化反应对象。

arcRNA的鉴定主要依赖基因敲除实验，例如CRISPR介导的NEAT1位点删除导致旁斑（paraspeckle）解体。人工拴系实验进一步验证了arcRNA的指导作用——MS2标记的NEAT1_2被锚定到LacO阵列后，可诱导MLO在靶位点组装。

arcRNA的多样性与共性特征

哺乳动物细胞中，NEAT1、HSATIII、XIST等核内arcRNA通过重复序列招募RBP，形成特异性MLO。例如：

• HSATIII的GGAAU重复序列在热激恢复期通过m⁶
  A修饰捕获YTHDC1，调控选择性剪接；
• NORAD作为胞质arcRNA，通过18个PUM1响应元件组装NP小体；
• 果蝇Hsr-omega通过>5 kb串联重复序列形成ω斑。

半可提取RNA测序技术（semi-extractable RNA-seq）在5种人类细胞系中鉴定出1074种潜在arcRNA，包括下游基因转录本（DoGs），这些RNA在压力条件下形成核内凝聚体。

模块化结构决定MLO功能

NEAT1_2的分子解剖揭示了其模块化设计：

• 5'/3'端：稳定RNA结构，防止降解；
• 中部区域：通过G四链体和UG重复序列招募NONO、TDP-43等RBP，驱动相分离。

实验-理论框架提出，NEAT1_2核糖核蛋白复合体（RNP）类似嵌段共聚物（ABC型），其疏水核心与亲水外壳形成类似胶束的双层结构。这种结构赋予旁斑独特的抗融合特性，使其在核斑密集区域保持独立性。

arcRNA的三种作用模式

1. 分子海绵：如PNCTR通过CUCUC重复序列螯合PTBP1，拮抗其剪接功能；
2. 反应坩埚：热激后nSBs募集激酶CLK1，加速SRSF9磷酸化以调控剪接重编程；
3. 染色质枢纽：RADICL-seq显示NEAT1在小鼠少突胶质前体细胞中介导广泛的染色质反式互作，协调基因簇表达。

展望与挑战

当前研究面临的核心问题包括：

• arcRNA如何选择性保留在转录位点？
• 持续转录对MLO稳态的维持机制；
• 靶向arcRNA（如r(UGGAA)_n
  ）的小分子能否治疗神经退行性疾病？

随着空间多组学技术的发展，arcRNA在细胞命运决定和疾病发生中的精确调控机制将进一步阐明。