图片:科学可视化显示信使RNA和ENO1之间的相互作用
图片来源:Isabel Romero Calvo/EMBL
这与之前的大多数研究不同，以前的研究主要集中在蛋白质如何调节RNA，而这一研究表明RNA调节蛋白质。这一关于核蛋白调控的新观点可能代表一个更广泛和有意义的生物控制原则。这项研究是由海德堡欧洲分子生物学实验室(EMBL)的henze小组进行的。
RNA在细胞分化中的新壮举
欧洲分子生物学实验室(EMBL)本周发表在《分子细胞》(Molecular Cell)上的一项新研究中，发现糖酵解酶ENO1是RNA分子作用的一个关键因子。
EMBL的Hentze小组的研究人员使用小鼠胚胎干细胞发现信使RNA分子如何结合和调节ENO1，后者是一种分解葡萄糖产生细胞燃料ATp的酶。这种RNA介导的调控——核糖调控——可以决定细胞如何生长，最重要的是，未分化细胞(特别是胚胎干细胞)如何转化为特化细胞(例如，血液、大脑或肝细胞)。
“过去研究RNA结合蛋白的科学家发现，在这一过程中，是RNA结合蛋白对RNA做了一些改变，但我们发现这并不是事实，”欧洲研究委员会现任科学官员Ina Huppertz说。事实证明，恰恰相反。这个故事的主角是RNA，而不是酶。”
虽然这听起来只是一个小的区别，但这种关于核糖调控的新观点可能代表了一种更广泛和更有意义的生物控制原则。
“这可能为理解控制新陈代谢和细胞分化打开了新篇章。我们有充分的理由认为这只是‘冰山一角的研究’，未分化细胞的分化和控制这一过程，也是了解癌症的关键所在。”
研究人员目前的工作实际上始于大约10年前的EMBL。当时Hentze的团队开发了一种被称为RNA相互作用组捕获(RIC)的技术，后来又开发了一种改进版本——增强RIC (eRIC)，研究人员希望发现哪些蛋白质与RNA结合，包括像ENO1这样的酶。
“我们认为我们应该采用非常具体的例子，比如ENO1来深入研究它，了解RNA结合背后的原因，”EMBL发展的技术与其他地方发展的基本方法相结合，使他们现在能够解析RNA在这一过程中的作用。
“最酷的新概念是我们现在整个细胞调节酶的转录组，我认为我们才刚刚开始。这实际上只是解开哺乳动物细胞中这些代谢酶和 RNA 之间功能联系的一个例子。但我认为我们可以在此基础上再接再厉。”
Hentze也指出，这项基础研究提供了许多新的探索方向，他的团队将继续进行下去，就像Huppertz在不久后将领导的一个研究小组，他们将回答一些问题，比如这一发现是否适用于其他酶，它们是否会对胚胎干细胞以外的其他干细胞产生影响，以及这种蛋白质- RNA相互作用是否会成为未来药物针对癌细胞的目标。
在分享这项研究的过程中，令人惊讶的不仅是科学家对RNA在细胞分化中的作用的看法的潜在改变，而且还有这一基本研究发现的潜在影响范围。
“在一次演讲之后，我遇到了一位研究原绿球菌的科学家，原绿球菌是一种海洋蓝藻细菌，是地球上最丰富的光合生物，”Hentze叙述道。科学家有理由相信很多调控发生在RNA水平，但不知道原绿球藻中的哪些蛋白质与RNA结合。所以，我们开发的识别RNA结合蛋白的技术现在让我们有了新的合作，帮助研究这种产生世界上20%氧气的生物中的RNA调控。”
文章标题Riboregulation of Enolase 1 activity controls glycolysis and embryonic stem cell differentiation