综述：解码亚细胞RNA定位：逐个分子揭开神秘面纱

研究人员探索 RNA 定位机制，发现内含子保留（IR）等作用，为理解基因表达调控提供依据。

　　

在微观的细胞世界里，RNA 就像一个个忙碌的 “小邮差”，它们需要准确地将遗传信息传递到细胞内的各个 “目的地”，这个过程就是 RNA 的亚细胞定位。RNA 的定位对于细胞的正常运作至关重要，它直接影响着 RNA 的功能，进而参与众多生物过程。然而，目前我们对 RNA 定位的了解还十分有限，许多关键问题仍未得到解答，比如 RNA 是如何在复杂的细胞环境中找到自己的 “岗位” 的？RNA 定位出现异常又会引发哪些问题呢？这些未知就像一团团迷雾，笼罩着 RNA 研究领域。为了驱散这些迷雾，来自歌德大学法兰克福分校（Goethe University Frankfurt）的研究人员 Josep Biayna 和 Gabrijela Dumbovi?开展了深入的研究，相关成果发表在《Genome Biology》杂志上。

研究人员采用了多种技术方法来深入探索 RNA 定位的奥秘。其中，生物化学方法利用细胞不同部分的物理化学性质差异，分离各部分并分析其中 RNA 的含量，帮助研究人员了解 RNA 在不同亚细胞区域的分布情况；接近标记技术（proximity labeling techniques）则能够更精准地检测特定亚细胞区域中 RNA 的富集情况；单分子 RNA 荧光原位杂交（smRNA FISH）是一项关键技术，它可以在单细胞水平上对 RNA 定位进行精确成像，让研究人员能够直接观察到 RNA 在细胞内的具体位置；还有活细胞 RNA 成像技术，如基于 MS2 系统和 PP7 系统的方法，能实时追踪活细胞中 RNA 的动态变化。

研究结果显示：

• RNA 在细胞中的分布与功能多样：真核细胞结构复杂，由多种膜结合和无膜细胞器组成。RNA 在细胞内的分布十分广泛，且具有特定模式。信使 RNA（mRNA）通常在细胞质中富集以进行翻译，而长链非编码 RNA（lncRNA）则主要分布在细胞核中，参与基因表达调控的各个环节，包括基因组组织、转录、RNA 加工等。例如，lncRNA MALAT1 在细胞核中与核斑点（nuclear speckles）相关，参与 RNA 剪接和质量控制；NEAT1 则是构成副斑点（paraspeckles）的重要成分，影响核 RNA 的保留。在细胞质中，mRNA 也有着不同的分布模式，一些 mRNA 会聚集在特定区域，如在极化细胞中，mRNA 的不对称分布对细胞功能至关重要，像果蝇卵母细胞中 oskar mRNA 会被运输到细胞后部，决定胚胎的前后轴。

• RNA 定位的影响因素复杂：RNA 定位受多种因素调控。首先，RNA 序列中的定位信号起着关键作用，如 β- 肌动蛋白（β-actin）mRNA 的 3′非翻译区（UTR）中的一段 54 核苷酸序列，能被 RNA 结合蛋白 ZBP1 识别，从而调控 β-actin mRNA 的运输和翻译。其次，RNA 的稳定性和降解也会影响其定位，5′端寡嘧啶序列（5′ TOP）等稳定元件和 N⁶- 甲基腺苷（m⁶A）修饰等不稳定元件都会改变 RNA 的定位。此外，RNA 与蛋白质、RNA 与 RNA 以及 RNA 与 DNA 之间的相互作用也参与了 RNA 定位的调控，例如 RNA 可以通过与细胞骨架上的运动蛋白结合，实现主动运输；RNA-RNA 相互作用则在 RNA 颗粒的形成和运输中发挥作用。

• 内含子保留（IR）对 RNA 定位的调控作用：IR 是指在成熟 RNA 中保留一个或多个内含子的现象，曾经被认为是转录噪音，但现在发现它在 RNA 定位和功能调控中具有重要意义。IR 可以导致 RNA 在细胞核中保留，影响其翻译和功能。例如，PTBP1 介导的转录调节因子 YY2 的 5′ UTR 中的 IR 会抑制其翻译，从而调控胚胎干细胞的自我更新和分化；在热应激恢复过程中，核应激体（nSBs）的组装会促进 IR，使基因表达能够快速适应环境变化。而且，IR 转录本在细胞核内会与特定的区域结合，如核斑点和核纤层，发挥不同的功能。

研究结论表明，RNA 定位是一个高度复杂且精细调控的过程，对 RNA 功能起着关键作用。通过这些研究，我们对 RNA 定位的机制有了更深入的理解，为进一步探索基因表达调控网络提供了重要依据。然而，目前仍存在许多未知领域，如大多数转录本的定位元件尚未明确，RNA 定位动态变化的可视化方法还有待完善等。未来，随着技术的不断进步，有望更全面地揭示 RNA 定位的奥秘，为生命科学和医学研究带来新的突破，也为相关疾病的诊断和治疗提供潜在的靶点和思路。