摘要：哈佛大學(xué)發(fā)現(xiàn)了RNA在細(xì)胞外的驚人作用
在對(duì)細(xì)胞表面生物學(xué)的開創(chuàng)性探索中，Ryan Flynn發(fā)現(xiàn)了RNA在細(xì)胞外的驚人作用。Flynn的研究重點(diǎn)是細(xì)胞表面RNA的生物學(xué)，他發(fā)現(xiàn)某些RNA與細(xì)胞表面的聚糖(一種復(fù)雜的碳水化合物聚合物)有化學(xué)聯(lián)系。
2021年，F(xiàn)lynn研究小組首次報(bào)告說，RNA可以在細(xì)胞外發(fā)現(xiàn)。他說:“這一發(fā)現(xiàn)特別令人興奮的是，核酸和RNA一樣，傳統(tǒng)上被認(rèn)為局限于細(xì)胞內(nèi)，與糖生物學(xué)在物理上是分離的。”這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了長(zhǎng)期以來認(rèn)為核酸僅限于細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的觀念，揭示了細(xì)胞表面生物學(xué)中以前未被認(rèn)識(shí)到的復(fù)雜性。
圖1 修飾的RNA堿基acp3U是糖RNA中N-聚糖的附著位點(diǎn)
在8月21日發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上的一項(xiàng)新研究中，F(xiàn)lynn和他的同事發(fā)現(xiàn)了RNA與N-glycans連接的機(jī)制。在這項(xiàng)研究之前，已知只有蛋白質(zhì)和脂質(zhì)與聚糖結(jié)合。Flynn團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在將RNA添加到這個(gè)列表中，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)理解細(xì)胞生物學(xué)具有重要意義。他說:“我們的工作證明，實(shí)際上有三類糖綴合物:蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和RNA。”這一發(fā)現(xiàn)不僅擴(kuò)大了已知糖綴合物的范圍，而且為研究這些糖RNA的功能開辟了新的途徑。
證明glycoRNAs存在的挑戰(zhàn)
盡管Flynn2021年的發(fā)現(xiàn)最初令人興奮，但存在一個(gè)重大挑戰(zhàn):證明這些glycoRNAs確實(shí)作為獨(dú)特的分子存在。盡管研究小組提供的數(shù)據(jù)與glycoRNAs的存在一致，但沒有直接證據(jù)表明RNA和聚糖之間存在化學(xué)聯(lián)系。這給科學(xué)界的合理懷疑留下了空間，因?yàn)橐恍┤速|(zhì)疑這些發(fā)現(xiàn)是否可以歸因于污染物或其他人為因素。
解決這個(gè)懸而未決的問題是首要任務(wù)——Flynn的團(tuán)隊(duì)花了將近四年的時(shí)間研究這個(gè)問題，開發(fā)新技術(shù)來建立明確的證據(jù)。
他解釋說:“在過去四年中，我們?cè)谶@方面所做的工作主要集中在開發(fā)兩件事上。在技術(shù)方面，我們匯集了一種化學(xué)方法來標(biāo)記來自任何RNA來源的天然glycoRNAs，然后我們將其與一種新的，非常敏感的質(zhì)譜法結(jié)合起來，使RNA修飾分析成為可能。”這些進(jìn)步使研究小組能夠識(shí)別出多個(gè)連接體——RNA堿基和糖之間的直接連接——從而提供了glycoRNAs存在的第一個(gè)確鑿證據(jù)。
對(duì)細(xì)胞生物學(xué)和免疫學(xué)的啟示
這項(xiàng)研究的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了一個(gè)新分子的簡(jiǎn)單鑒定。Flynn的研究小組發(fā)現(xiàn)，GlycoRNAs可以在免疫系統(tǒng)的相互作用中發(fā)揮作用。“在2021年的論文中，我們發(fā)現(xiàn)了glycoRNAs可以與免疫受體相互作用的證據(jù)，”他說。這表明glycoRNAs可能是免疫系統(tǒng)如何識(shí)別和響應(yīng)細(xì)胞的關(guān)鍵組成部分，可能影響從病原體檢測(cè)到自身免疫反應(yīng)的一切。
圖2 一種靈敏且可擴(kuò)展的檢測(cè)和表征天然糖RNA的方案
glycoRNAs在細(xì)胞表面的存在也可能對(duì)細(xì)胞間的通訊和信號(hào)傳導(dǎo)有更廣泛的影響。正如Flynn所闡述的那樣，“如果你試圖開發(fā)一種機(jī)制來理解為什么有人具有自身免疫，如果你不考慮細(xì)胞表面的RNA，你必然會(huì)錯(cuò)過一些東西。”
Flynn研究重塑了糖生物學(xué)領(lǐng)域。在這項(xiàng)工作之前，glycoRNAs的想法受到了質(zhì)疑。現(xiàn)在，正如Flynn所強(qiáng)調(diào)的，最新版的《糖生物學(xué)要點(diǎn)》參考書將glycoRNAs作為糖生物學(xué)中的“大”問題之一。
這種焦點(diǎn)的轉(zhuǎn)變反映了人們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到glycoRNAs是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。“這樣做的目的是激發(fā)人們對(duì)糖核糖核酸生物學(xué)和細(xì)胞表面RNA生物學(xué)的更多興趣，這篇論文不僅擴(kuò)展了對(duì)RNA生物學(xué)的理解，而且為研究細(xì)胞表面相互作用和免疫系統(tǒng)功能開辟了新的可能性。”
隨著科學(xué)界開始探索這一未知領(lǐng)域，F(xiàn)lynn研究的影響可能會(huì)推動(dòng)新的發(fā)現(xiàn)，并有可能導(dǎo)致新的治療策略。
“我們認(rèn)為這將改變?nèi)藗儗?duì)glycoRNAs有效性的看法，因?yàn)樗鼘⒊蔀樵S多化學(xué)家和糖生物學(xué)家期待已久的直接證據(jù)。”
參考資料
[1] The modified RNA base acp3U is an attachment site for N-glycans in glycoRNA
摘要：哈佛大學(xué)發(fā)現(xiàn)了RNA在細(xì)胞外的驚人作用
在對(duì)細(xì)胞表面生物學(xué)的開創(chuàng)性探索中，Ryan Flynn發(fā)現(xiàn)了RNA在細(xì)胞外的驚人作用。Flynn的研究重點(diǎn)是細(xì)胞表面RNA的生物學(xué)，他發(fā)現(xiàn)某些RNA與細(xì)胞表面的聚糖(一種復(fù)雜的碳水化合物聚合物)有化學(xué)聯(lián)系。
2021年，F(xiàn)lynn研究小組首次報(bào)告說，RNA可以在細(xì)胞外發(fā)現(xiàn)。他說:“這一發(fā)現(xiàn)特別令人興奮的是，核酸和RNA一樣，傳統(tǒng)上被認(rèn)為局限于細(xì)胞內(nèi)，與糖生物學(xué)在物理上是分離的。”這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了長(zhǎng)期以來認(rèn)為核酸僅限于細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的觀念，揭示了細(xì)胞表面生物學(xué)中以前未被認(rèn)識(shí)到的復(fù)雜性。
圖1 修飾的RNA堿基acp3U是糖RNA中N-聚糖的附著位點(diǎn)
在8月21日發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上的一項(xiàng)新研究中，F(xiàn)lynn和他的同事發(fā)現(xiàn)了RNA與N-glycans連接的機(jī)制。在這項(xiàng)研究之前，已知只有蛋白質(zhì)和脂質(zhì)與聚糖結(jié)合。Flynn團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在將RNA添加到這個(gè)列表中，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)理解細(xì)胞生物學(xué)具有重要意義。他說:“我們的工作證明，實(shí)際上有三類糖綴合物:蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和RNA。”這一發(fā)現(xiàn)不僅擴(kuò)大了已知糖綴合物的范圍，而且為研究這些糖RNA的功能開辟了新的途徑。
證明glycoRNAs存在的挑戰(zhàn)
盡管Flynn2021年的發(fā)現(xiàn)最初令人興奮，但存在一個(gè)重大挑戰(zhàn):證明這些glycoRNAs確實(shí)作為獨(dú)特的分子存在。盡管研究小組提供的數(shù)據(jù)與glycoRNAs的存在一致，但沒有直接證據(jù)表明RNA和聚糖之間存在化學(xué)聯(lián)系。這給科學(xué)界的合理懷疑留下了空間，因?yàn)橐恍┤速|(zhì)疑這些發(fā)現(xiàn)是否可以歸因于污染物或其他人為因素。
解決這個(gè)懸而未決的問題是首要任務(wù)——Flynn的團(tuán)隊(duì)花了將近四年的時(shí)間研究這個(gè)問題，開發(fā)新技術(shù)來建立明確的證據(jù)。
他解釋說:“在過去四年中，我們?cè)谶@方面所做的工作主要集中在開發(fā)兩件事上。在技術(shù)方面，我們匯集了一種化學(xué)方法來標(biāo)記來自任何RNA來源的天然glycoRNAs，然后我們將其與一種新的，非常敏感的質(zhì)譜法結(jié)合起來，使RNA修飾分析成為可能。”這些進(jìn)步使研究小組能夠識(shí)別出多個(gè)連接體——RNA堿基和糖之間的直接連接——從而提供了glycoRNAs存在的第一個(gè)確鑿證據(jù)。
對(duì)細(xì)胞生物學(xué)和免疫學(xué)的啟示
這項(xiàng)研究的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了一個(gè)新分子的簡(jiǎn)單鑒定。Flynn的研究小組發(fā)現(xiàn)，GlycoRNAs可以在免疫系統(tǒng)的相互作用中發(fā)揮作用。“在2021年的論文中，我們發(fā)現(xiàn)了glycoRNAs可以與免疫受體相互作用的證據(jù)，”他說。這表明glycoRNAs可能是免疫系統(tǒng)如何識(shí)別和響應(yīng)細(xì)胞的關(guān)鍵組成部分，可能影響從病原體檢測(cè)到自身免疫反應(yīng)的一切。
圖2 一種靈敏且可擴(kuò)展的檢測(cè)和表征天然糖RNA的方案
glycoRNAs在細(xì)胞表面的存在也可能對(duì)細(xì)胞間的通訊和信號(hào)傳導(dǎo)有更廣泛的影響。正如Flynn所闡述的那樣，“如果你試圖開發(fā)一種機(jī)制來理解為什么有人具有自身免疫，如果你不考慮細(xì)胞表面的RNA，你必然會(huì)錯(cuò)過一些東西。”
Flynn研究重塑了糖生物學(xué)領(lǐng)域。在這項(xiàng)工作之前，glycoRNAs的想法受到了質(zhì)疑。現(xiàn)在，正如Flynn所強(qiáng)調(diào)的，最新版的《糖生物學(xué)要點(diǎn)》參考書將glycoRNAs作為糖生物學(xué)中的“大”問題之一。
這種焦點(diǎn)的轉(zhuǎn)變反映了人們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到glycoRNAs是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。“這樣做的目的是激發(fā)人們對(duì)糖核糖核酸生物學(xué)和細(xì)胞表面RNA生物學(xué)的更多興趣，這篇論文不僅擴(kuò)展了對(duì)RNA生物學(xué)的理解，而且為研究細(xì)胞表面相互作用和免疫系統(tǒng)功能開辟了新的可能性。”
隨著科學(xué)界開始探索這一未知領(lǐng)域，F(xiàn)lynn研究的影響可能會(huì)推動(dòng)新的發(fā)現(xiàn)，并有可能導(dǎo)致新的治療策略。
“我們認(rèn)為這將改變?nèi)藗儗?duì)glycoRNAs有效性的看法，因?yàn)樗鼘⒊蔀樵S多化學(xué)家和糖生物學(xué)家期待已久的直接證據(jù)。”
參考資料
[1] The modified RNA base acp3U is an attachment site for N-glycans in glycoRNA
