RNA介導(dǎo)遺傳信息的解碼過程，并在一系列生命過程中起到調(diào)控和結(jié)構(gòu)功能。中國科學(xué)院水生生物研究所研究員張承才團(tuán)隊(duì)與德國科研團(tuán)隊(duì)合作完成的研究論文（"Life is short, and art is long": RNA degradation in cyanobacteria and model bacteria），在線發(fā)表在mLife上。該研究討論了藍(lán)細(xì)菌和模式菌中RNA代謝機(jī)制，揭示了不同細(xì)菌RNA代謝的共通性和多樣性。作為目前該領(lǐng)域的首篇綜述文章，可為后續(xù)相關(guān)研究提供重要參考。
RNA在細(xì)胞內(nèi)種類繁多，它們既是遺傳信息的載體（mRNA），也是蛋白翻譯機(jī)器的組分（rRNA、tRNA），并直接發(fā)揮基因調(diào)控的功能（asRNA、sRNA等）。與其他大分子相比，RNA代謝迅速，平均半衰期僅幾分鐘。不同細(xì)菌中的mRNA降解過程基本相同，涉及三類酶——RNA內(nèi)切酶，RNA外切酶，以及一些起輔助功能的酶（包括RNA焦磷酸水解酶、RNA解旋酶等）。催化不同RNA降解步驟的RNA酶還能通過形成酶復(fù)合體（即RNA降解體）等形式協(xié)作，以確保RNA降解高效進(jìn)行。
對模式菌株的研究發(fā)現(xiàn)，參與RNA降解的具體酶的種類及其形成的RNA降解體可能大相庭徑。例如，E. coli中內(nèi)切核酸酶RNase E是重要的RNA酶，與外切核酸酶PNPase、解旋酶RhlB等結(jié)合形成一個(gè)RNA降解體。而B. subtilis不含RNase E，它有一個(gè)與RNase E序列完全不同但功能類似的內(nèi)切酶——RNase Y。RNase Y也與其他組分形成一個(gè)不同的RNA降解體。
藍(lán)細(xì)菌（也稱藍(lán)藻）是古老的細(xì)菌類群，它們是唯一能進(jìn)行產(chǎn)氧光合作用的原核生物，其很多種屬還能夠生物固氮，在地球演化以及碳氮元素循環(huán)過程中發(fā)揮重要功能。此外，由于能夠利用太陽光將CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，它們也是頗具潛力的細(xì)胞工廠。近年來，關(guān)于藍(lán)細(xì)菌中RNA的代謝調(diào)控機(jī)制的研究逐漸興起。
該研究回顧和總結(jié)了藍(lán)細(xì)菌中RNA加工降解調(diào)控的主要研究進(jìn)展，系統(tǒng)比較了藍(lán)細(xì)菌和模式菌株中RNA代謝酶及降解體類。該論文揭示了不同細(xì)菌進(jìn)化出不同的RNA代謝相關(guān)酶類，但各細(xì)菌中RNA降解的總體過程類似；藍(lán)細(xì)菌中存在的RNA酶的種類和數(shù)量與已知的模式菌株中的存在顯著差異；藍(lán)細(xì)菌的RNA酶與模式菌株中同源蛋白的生化性質(zhì)大多類似，但它們在細(xì)胞中的重要性不同；藍(lán)細(xì)菌與E. coli的RNA降解體均以RNase E為核心，但組裝方式和組分明顯不同。
當(dāng)前，藍(lán)細(xì)菌RNA代謝研究領(lǐng)域仍有許多重要的科學(xué)問題有待回答，例如，RNA降解過程所需關(guān)鍵的酶（如RNA焦磷酸水解酶、寡核苷酸酶）由哪些基因編碼、各種RNA酶在細(xì)胞中的生理功能是怎樣的、各種酶在RNA代謝過程中如何協(xié)作。RNA降解是細(xì)胞基因表達(dá)的關(guān)鍵調(diào)控環(huán)節(jié)之一，對藍(lán)細(xì)菌RNA代謝的深入研究必將推動(dòng)相關(guān)的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。此外，藍(lán)細(xì)菌是主要的細(xì)菌類群之一，對藍(lán)細(xì)菌RNA代謝的深入研究有助于揭示細(xì)菌中RNA代謝機(jī)制的普遍機(jī)制和多樣性。
標(biāo)簽：
