近日,中国科学院水生生物研究所张承才团队关于细菌中RNA代谢调控机制的研究取得了进展。相关研究成果以《蓝藻中RNase E受一个保守蛋白调控》(A conserved protein inhibitor brings under check the activity of RNase E in cyanobacteria)为题,在线发表在《核酸研究》(Nucleic Acids Research)上。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。
细菌遍布于地球的每个角落,几乎无处不在。同时,细菌具有很强的环境适应能力。有研究发现,这些微小生物的生存适应力与其细胞中RNA的高效代谢能力相关。
细胞中的RNA分子种类繁多,不仅编码蛋白质,而且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如同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。然而,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,它经常会不加区别地切割。为了避免误伤无辜而导致RNA代谢混乱,RNase E在胞内的活性必须受到严格的控制。然而,迄今为止,科学家对RNase E如何被调控所知甚少。
张承才团队发现蓝细菌中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。研究发现: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均将受到影响(如图)。RebA犹如一位警务督察官,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。
该研究揭示了一种全新的RNase E活性调控机制,加深了科学家对细菌RNA代谢调控的认识。研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项(B类)、水生所特色所项目和武汉市知识创新-基础研究项目的支持。
蓝藻中RebA调控RNase E活性,进而调控细胞形态。
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