Cell最新发现一种复杂的机制：子细胞保护自己免受来自母细胞的紫外线损伤RNA的伤害

阳光中的紫外线辐射会损伤我们的DNA和RNA，从而导致晒伤，增加患皮肤癌的风险。位于弗莱堡的马克斯普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所的研究人员现在发现了一种细胞屏障，可以保护细胞免受紫外线辐射引起的受损RNA的有害影响。当细胞分裂时，它们将防御系统传递给它们的子细胞。这个系统包括由DHX9酶形成的特殊压力颗粒，它捕获受损的RNA以保持新细胞的健康。

　　

母亲和女儿之间有着强烈的联系，但你知道这种亲密关系的联系一直延伸到细胞水平吗？在细胞分裂的过程中，新的子细胞从母细胞中继承遗传物质和其他分子的混合物。这种遗传既包括有益的成分，可以帮助它们在生命中有一个强健的开端，也包括潜在的有害突变或受损分子，对新生的子细胞构成重大挑战。子细胞如何管理和减轻有害遗传的影响仍然是一个谜。

马克斯普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所的一项研究现在揭示了一种复杂的机制，通过这种机制，子细胞可以保护自己免受来自母细胞的紫外线损伤RNA的伤害。

当阳光照射到我们的皮肤时，会带来温暖和活力。然而，在这温柔的拥抱之下隐藏着一个潜在的威胁：紫外线辐射，阳光中最具能量的成分。虽然我们都知道紫外线是如何破坏DNA并导致皮肤癌的，但它对另一种重要分子RNA的影响却常常被忽视。

在测试细胞对各种压力源的反应时，研究人员注意到一些有趣的事情：在紫外线辐射后，一种名为DHX9的蛋白质聚集在细胞质内形成液滴结构。“DHX9是一种通常存在于细胞核中的酶，具有结合RNA的能力。发现这种蛋白质在细胞核外形成液滴让我们非常惊讶。这就像在沙漠中发现一个巨大的雪球，”免疫生物学和表观遗传学MPI主任Asifa Akhtar说。

揭开DHX9颗粒的神秘面纱

众所周知，紫外线辐射会导致DNA损伤，研究人员最初怀疑这些DHX9颗粒作为一种防御这种损伤的机制。“与这一假设相反，我们发现DHX9颗粒不会被各种形式的DNA损伤刺激触发。这促使我们深入研究真正的诱因，”该研究的第一作者Yilong Zhou说。因此，该团队开发了一种突破性的液滴提取方法，直接从细胞中分离这些颗粒并分析其含量。

令人惊讶的是，研究小组发现，作为一种特殊类型的应激颗粒，DHX9颗粒中充满了受损的RNA。

“紫外线对RNA的破坏作用经常被低估，它对DNA的影响也掩盖了它的作用。现在，我们发现了一种巧妙的机制，通过这种机制，细胞可以在DHX9颗粒的帮助下分离和中和有害的紫外线损伤RNA，”Asifa Akhtar解释说。当细胞检测到紫外线照射引起的RNA损伤时，它们迅速将受损分子捕获到DHX9颗粒中，从而防止它们造成进一步的伤害。这种保护机制有效地限制了损害，并确保它不会在细胞内不受控制地扩散，造成进一步的混乱。

子细胞的保护机制

“更让我们着迷的是，我们观察到DHX9颗粒细胞总是成对出现，这表明它们不是在原始的被紫外线损伤的母细胞中形成的，而是后来在新生的子细胞中形成的，”Zhou说。活细胞视频成像证实了这一假设。

“你可以从字面上看到DHX9通常存在于细胞核中，但在细胞分裂后不久，当两个子细胞形成时，它聚集在细胞质中形成液滴”。有趣的是，在子细胞中阻止DHX9颗粒的形成会导致严重的细胞死亡，这突出了子细胞发现并将其祖细胞受损的RNA储存到DHX9颗粒中的能力。

了解我们的子细胞如何抵御紫外线诱导的亲本RNA损伤，不仅加深了我们对细胞周期的理解，而且为医学研究开辟了新的可能性。晒伤、神经退行性疾病和癌症等疾病与RNA平衡的破坏和细胞周期的不规则性有着复杂的联系。

Asifa Akhtar解释说:“更好地了解新生成的细胞如何选择性地识别和降解受损的RNA，可能会为以RNA管理不善或应激反应失调为特征的疾病带来新的治疗靶点。”