近日,中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所張承才團(tuán)隊(duì)關(guān)于細(xì)菌中RNA代謝調(diào)控機(jī)制的研究取得了進(jìn)展。相關(guān)研究成果以《藍(lán)藻中RNase E受一個(gè)保守蛋白調(diào)控》(A conserved protein inhibitor brings under check the activity of RNase E in cyanobacteria)為題,在線發(fā)表在《核酸研究》(Nucleic Acids Research)上。該團(tuán)隊(duì)在藍(lán)藻RNA代謝領(lǐng)域有深厚積累,曾發(fā)現(xiàn)藍(lán)藻中存在RNA降解體并揭示了其關(guān)鍵組分。?
細(xì)菌遍布于地球的每個(gè)角落,幾乎無(wú)處不在。同時(shí),細(xì)菌具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。有研究發(fā)現(xiàn),這些微小生物的生存適應(yīng)力與其細(xì)胞中RNA的高效代謝能力相關(guān)。?
細(xì)胞中的RNA分子種類繁多,不僅編碼蛋白質(zhì),而且直接參與調(diào)控多種生命過(guò)程。在細(xì)菌中,有多種蛋白參與RNA代謝。其中,內(nèi)切核酸酶RNase E是最為關(guān)鍵的一個(gè)。RNase E的切割作用是許多RNA分子降解的第一步,決定了這些RNA在細(xì)胞中的壽命。 RNase E如同細(xì)胞中的四處巡邏的警察,負(fù)責(zé)消滅RNA世界里不再被需要的或者功能異常的分子。然而,這位警察雖然功力了得,但判斷力較差。當(dāng)遇到正在發(fā)揮功能的RNA時(shí),它經(jīng)常會(huì)不加區(qū)別地切割。為了避免誤傷無(wú)辜而導(dǎo)致RNA代謝混亂,RNase E在胞內(nèi)的活性必須受到嚴(yán)格的控制。然而,迄今為止,科學(xué)家對(duì)RNase E如何被調(diào)控所知甚少。 ?
張承才團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)藍(lán)細(xì)菌中RNase E的活性受到蛋白R(shí)ebA調(diào)控。RebA的功能之前未知,但其同源序列存在于所有藍(lán)細(xì)菌中。研究發(fā)現(xiàn):RebA能夠結(jié)合RNase E催化區(qū)域,并抑制RNase E對(duì)底物的結(jié)合和切割,這確保了RNase E在胞內(nèi)具有適宜的活性;若RebA對(duì)RNase E的活性調(diào)控出現(xiàn)異常,細(xì)胞形態(tài)及生存能力均將受到影響(如圖)。RebA猶如一位警務(wù)督察官,時(shí)時(shí)監(jiān)督限制著RNase E這位警察的一舉一動(dòng),防止誤傷無(wú)辜,從而保障RNA代謝正常。?
該研究揭示了一種全新的RNase E活性調(diào)控機(jī)制,加深了科學(xué)家對(duì)細(xì)菌RNA代謝調(diào)控的認(rèn)識(shí)。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)、水生所特色所項(xiàng)目和武漢市知識(shí)創(chuàng)新-基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的支持。

藍(lán)藻中RebA調(diào)控RNase E活性,進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞形態(tài)。