Cell Reports：新RNA现象挑战经典教条

　　

生物通报道  近日发布开放阅读期刊《细胞报告》（Cell Reports）杂志上的一项新研究揭示一些RNA分子大部分时间都处于休眠状态，而并非是在细胞中自动地执行它们确立的工作任务传递蛋白质构建指令。

并非是侥幸或错误，该研究表明这一平静期似乎是某些类型基因生成的RNA的一个编程步骤。这些基因包括了控制细胞分裂和决定蛋白质将在细胞中何处发挥功能维持细胞生命的一些基因。

科学家们说这可能意味着细胞内的蛋白质生成并非如生物教科书所说的那样明确。

“这有可能意味着我们机体中的蛋白质比我们意识到的具有更多的变异；它意味着RNAs可以被储存和重新激活，我们并不知道它影响了哪些生物过程——它可能影响了胚胎发育或是神经活动，甚至是癌症，”文章的主要作者、俄亥俄州立大学分子和细胞生物化学教授Daniel Schoenberg说。

Schoenberg和同事们通过追踪信使RNA(mRNA)上一种帽状结构的起源发现了这一现象，这种结构已知协调了大部分的这种RNA分子短暂的寿命。信使RNA在细胞核中生成，每条mRNA都包含着生成细胞生存所需的一种特定蛋白质的指令。

直到现在，科学家们都认为一旦mRNA不再需要用于生成蛋白质，帽子就会被除去，分子被降解，它的工作任务就完成了。然而在2009年，Schoenberg的实验室发现一些原本认为降解了的mRNAs相反仍然存在于细胞中，但它们丢失了部分序列，将帽子放回到了新形成的末端。由于这些mRNAs是在细胞质中，因此改变必定是发生在那里而非细胞核内。

在这项新研究中，研究人员正在寻找这些貌似劣种mRNA的更进一步的证据，然而他们却转而发现了发生于一些蛋白质甚至还是基因眼中的微光之前的一个完全意想不到的生物学过程：细胞核外的mRNAs的脱帽和重新加帽是由于细胞质中的一个帽重复利用程序所造成。这一过程似乎使得某些RNAs停下来，在启动蛋白质生成前不会被降解。

“这一发现告诉了我们基因、信使RNA和蛋白质之间关系的一个完全基础的再加工。它远比我们认识到更为复杂，”Schoenberg说。

其他科学家于1992年首次报告mRNA片段可能根本就存在于所有细胞体中。数年后，Schoenberg要求他实验室的一位博士后研究人员重新研究了这些意外的RNA片段，证实它们的存在。该博士后的实验显示这些本来认为是降解残留的作为废物的mRNA戴上了帽子，这表明它们仍然有可能在蛋白质生成中发挥了功能。Schoenberg作为俄亥俄州立大学RNA生物学中心的主任自那以后也一直在调查这一胞质加帽程序。

下接：Cell子刊突破性发现：休眠的RNA 

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Identification of Cytoplasmic Capping Targets Reveals a Role for Cap Homeostasis in Translation and mRNA Stability

The notion that decapping leads irreversibly to messenger RNA (mRNA) decay was contradicted by the identification of capped transcripts missing portions of their 5 ends and a cytoplasmic complex that can restore the cap on uncapped mRNAs. In this study, we used accumulation of uncapped transcripts in cells inhibited for cytoplasmic capping to identify the targets of this pathway. Inhibition of cytoplasmic capping results in the destabilization of some transcripts and the redistribution of others from polysomes to nontranslating messenger ribonucleoproteins, where they accumulate in an uncapped state. Only a portion of the mRNA transcriptome is affected by cytoplasmic capping, and its targets encode proteins involved in nucleotide binding, RNA and protein localization, and the mitotic cell cycle. The 3 untranslated regions of recapping targets are enriched for AU-rich elements and microRNA binding sites, both of which function in cap-dependent mRNA silencing. These findings identify a cyclical process of decapping and recapping that we term cap homeostasis.