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综述:拓展表观转录组学至非酶介导的RNA修饰
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月24日 来源:TRENDS IN Chemistry 13.6
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本综述系统探讨了非酶介导的RNA共价修饰(NECMs)的化学机制与生物学功能。文章突破传统酶促修饰研究框架,揭示了代谢副产物及环境因子通过自发反应对RNA产生的调控作用,详细阐述了NECMs对RNA结构稳定性、功能调控的影响及其与疾病通路的关联,为表观转录组学研究开辟了新维度。
RNA修饰通过改变RNA结构与功能成为调控细胞命运的关键机制。这些修饰通常由"书写酶"(writer)动态添加,被"阅读蛋白"(reader)识别,并通过"擦除酶"(eraser)去除,共同影响RNA生物学的各个方面。
近年来,非酶促修饰(NECMs)已成为细胞大分子上的重要标记类别。虽然蛋白质、脂质和DNA上的NECMs受到更多关注,但这些修饰同样可发生于RNA分子。与酶促修饰不同,NECMs由代谢物或外部环境因素引发的自发化学反应产生。尽管通常被视为损伤,研究显示NECMs能以类似酶促修饰的方式调控细胞命运。
相较于对DNA和蛋白质NECMs日益深入的认识,RNA NECMs的研究仍处于起步阶段。历史上由于RNA分子半衰期较短,其NECMs常被忽视。但最近多种RNA NECMs的发现及其对细胞信号传导和应激响应的影响挑战了这一传统认知。这些发现表明RNA NECMs可能在信号通路中发挥重要作用,特别是在急性细胞应激响应过程中。本文综述了已知RNA NECMs的化学特性,探讨了它们对RNA结构、稳定性及功能的影响,并分析了其与疾病的关联。
细胞通常通过酶介导的可逆修饰来调控对外部刺激的响应并决定细胞命运,这些修饰常见于蛋白质、DNA和RNA分子。除了这些经典的酶促修饰,共价修饰也可通过与外源摄取或内源产生(如代谢过程副产物)的小分子发生自发反应而在相同生物分子上形成。这类被称为非酶促共价修饰(NECMs)的现象主要在蛋白质和DNA上得到研究,而其在RNA上的生物学作用仍待深入探索。本综述系统梳理了已发现和预测的RNA NECMs,探究了它们对RNA结构、稳定性及功能的影响,并考察了其与疾病的联系。最后,我们讨论了非酶促修饰RNA的调控机制及其在细胞动力学中的潜在意义。
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