《Cell》改寫生化教科書?! 史丹福首揭人類細胞「醣RNA」分子存在

2021/05/18
《Cell》改寫生化教科書?! 史丹福首揭人類細胞「醣RNA」分子存在
近(17)日,美國史丹福大學(Stanford University)的科學家,發現了一項由RNA和多醣(glycan)結合的新分子「glycoRNA」(尚無正式譯名,暫譯:醣RNA),這是人類首次在

(17)日,美國史丹福大學(Stanford University)的科學家,發現了一項由RNA和多醣(glycan)結合的新分子「glycoRNA(尚無正式譯名,暫譯:醣RNA),這是人類首次在自然界中發現醣分子可與核酸相連的證據,顛覆現有RNA與醣化學理論。該研究論文發表於期刊《Cell

長久以來,科學家一直認為只有蛋白質和脂質會和多醣相連,而形成醣蛋白和醣脂質,而DNARNA等核酸分子,從未被認為可以與醣分子相連或相接觸。

由醣生物學家/美國國家科學院院士Carolyn Bertozzi領導的研究團隊,本次則結合了RNA和醣生物學兩個領域,發現這些非編碼的「glycoRNA」分子,其實廣泛存在於動物的細胞膜上。

研究人員利用了由Bertozzi2003年提出的「生物正交化學」(bioorthogonal chemistry)方法,讓在進行研究活細胞的化學實驗時,不會干擾細胞內自然的生化反應。

他們透過在各種多醣上進行標記,來觀察細胞中醣分子與其他分子結合的動態。結果發現,其中參與唾液酸(sialic acid)前驅分子形成的多醣,會有和非編碼RNA相連的現象。

證明在人類細胞中的此現象後,研究團隊也進一步在包括小鼠、倉鼠和斑馬魚細胞中發現這種分子。在不同物種中觀察到的證據顯示,RNA很可能起源於地球生命的很早期,並在演化中發揮了一定的作用。

Bertozzi表示,多數類型的RNA都存在於細胞核和細胞質中,相反地,多醣則多位在與細胞膜相連的區域,與RNA的存在空間遙遠,「若相信教科書所寫,這兩種分子等於完全存在於不同世界中。」 

Bertozzi表示,這項發現顯示,細胞中仍存在我們完全未知的生物分子途徑。


本論文第一作者為Bertozzi實驗室的博士後研究員Ryan Flynn,透過他在RNA領域的專業,與醣分子研究結合,才得以發現這項前所未有的結果。

他表示,雖目前尚不清楚glycoRNA的功能,但相當值得進一步研究,因為他可能與許多自體免疫疾病有關,例如科學家已知到,紅斑性狼瘡患者的免疫系統,會以幾種特定RNA為標靶進行攻擊,而其中就包含了可組成glycoRNARNA

參考資料:

1.論文原文:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00503-1?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867421005031%3Fshowall%3Dtrue

2.https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-05/su-ssr051721.php

(編譯/巫芝岳)