鄒鵬課題組發現存在于内質網腔的RNA分子

2023年5月30日，beat365官方网站、合成與功能生物分子中心、北大-清華生命科學聯合中心、IDG/麥戈文腦科學研究所鄒鵬課題組在《ACS Biochemistry》發表題為“Enzyme-Mediated Proximity Labeling Identifies Small RNAs in the Endoplasmic Reticulum Lumen”的研究論文，報道了哺乳動物細胞内質網腔中存在RNA分子的現象。

真核細胞中RNA分子的亞細胞定位通過影響轉錄、結構支持、局部蛋白質合成等功能，調節了許多重要生理過程，如細胞增殖、胚胎發育、長期記憶形成等。近期研究表明，在哺乳動物細胞中的一些RNA上存在有N-糖基化共價修飾。傳統觀點認為，産生這些N-糖基化所需的蛋白質機器定位于内質網腔内，因此一個十分有趣的問題是，RNA分子是否可能通過定位至内質網腔而獲得糖基化修飾，并通過分泌途徑定位至細胞膜？然而，目前尚未有直接證據表明内質網腔中具有RNA定位，也從未發現能夠介導RNA分子穿越内質網膜的機制。因此，找到RNA分子存在于内質網腔的直接證據，将有助于人們進一步探索RNA糖基化的化學機制與生物學功能。

針對這一問題，鄒鵬課題組利用之前開發的鄰近标記技術MERR APEX-seq解析了哺乳動物細胞内質網腔中定位的RNA。在此研究中，他們将高活性的辣根過氧化物酶HRP遺傳靶向至内質網腔中，并通過在新生RNA中代謝引入核苷類似物以增強标記水平，成功發現了在人胚腎上皮細胞HEK293T和原代培養的大鼠神經元的内質網腔中存在有RNA。這些RNA的長度普遍小于200 nt，在不同物種來源的細胞間有着類似的分布，并且與先前報導的N-糖基化RNA屬于相同類型。這一發現為RNA可能通過分泌途徑定位至細胞膜提供了實驗證據。

圖1 利用定位于内質網的HRP對鄰近的RNA開展原位标記

beat365官方网站博士生任子琪、前沿交叉學科研究院博士生李冉、周欣悅為該論文的共同第一作者，鄒鵬研究員為論文通訊作者。該工作得到了科技部、國家自然科學基金委、北京分子科學國家研究中心和北大-清華生命科學聯合中心的資助。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.biochem.3c00142

​撰稿：任子琪