近日,中国科学院水生生物研究所张承才团队等对细菌中RNA代谢调控机制的研究取得重要进展。相关研究成果以“A conserved protein inhibitor brings under check the activity of RNase E in cyanobacteria”为题在线发表在Nucleic Acids Research 。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。
细菌遍布于地球的几乎每个角落,具有不可思议的环境适应能力。科学家们发现,这些微小生物的生存适应力与其细胞中RNA的高效代谢能力分不开。
细胞中的RNA分子种类繁多,它们不仅编码蛋白质,也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就像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。不过,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,它也经常会不加区别地切割。为了避免误伤无辜进而导致RNA代谢混乱,RNase E在胞内的活性必须受到严格的控制。然而,迄今人们对RNase E如何被调控仍然所知甚少。
张承才团队最近发现蓝细菌中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。该团队发现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都将受到极大影响(图1)。RebA就像一位警务督察官,它时时监督限制着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。
图1:蓝藻中RebA调控RNase E活性,进而调控细胞形态
该研究揭示了一种全新的RNase E活性调控机制,进一步加深了人们对细菌RNA代谢调控的认识。中国科学院水生生物研究所博士研究生刘素娟为本研究论文第一作者,张承才研究员和张巨源副研究员为共同通讯作者。该研究受到国家自然科学基金项目、中国科学院先导B项目、中国科学院水生生物研究所特色所项目以及武汉市知识创新-基础研究项目的资助。
https://doi.org/10.1093/nar/gkad1094
本文来源:中国科学院水生生物研究所