7月19日，國際學術期刊Nucleic Acids Research在線發(fā)表了中國科學院生物化學與細胞生物學研究所程紅研究組的最新研究成果“mRNAs are sorted for export or degradation before passing through nuclear speckles”，揭示了 mRNA 出核和降解命運決定的時空性。

 

        對于細胞核內(nèi)絕大多數(shù)mRNA而言，最終的命運是出核抑或降解。細胞如何調(diào)控出核或降解RNA pools的平衡是一個重要的生物學問題。在機體內(nèi)基因表達的每個步驟均受到嚴密的質量監(jiān)控，exosome 復合體是RNA 質量監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，可參與加工和降解種類繁多的RNA。MTR4作為重要的輔助蛋白可協(xié)助exosome復合體發(fā)揮其功能。程紅實驗室的前期工作表明，MTR4與mRNA出核過程中的接頭蛋白ALYREF競爭結合5’帽結合復合體，特異識別并降解低效出核的mRNA，從而決定了細胞核內(nèi)mRNA的命運并確保了mRNA出核或降解之間的平衡（Fan et al., EMBO J , 2017）。在此基礎上，程紅研究組深入探索了mRNA出核和降解命運決定的時空性。

 

        程紅研究組的最新研究表明，當exosome功能被抑制時，polyA RNA在核質中形成明顯的不和nuclear speckle共定位的點狀聚集。Nuclear speckle是一種富含多種mRNA出核因子的細胞亞核結構。通過深度測序，熒光原位雜交等方法證明這些成點狀聚集的polyA RNA正是exosome復合體的底物mRNA。進一步研究顯示，在mRNA尚未進入到nuclear speckle之前，其出核和降解的命運已經(jīng)被決定。它們或者進入nuclear speckle中出核，或者在核質內(nèi)被exosome復合體迅速降解。mRNA的早期命運決定可以避免細胞內(nèi)重要功能蛋白的浪費和異常mRNA的出核轉運。

 

        該研究工作得到中國科學院大連化學物理研究所李國輝研究員及其課題組的大力幫助，獲得科技部、自然科學基金委、中國科學院的經(jīng)費資助，同時得到生化與細胞所細胞分析技術平臺、分子生物學技術平臺等平臺的大力支持。