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我科学家研究发现基因表达信息可从蛋白质流动至其自身RNA
光明日报客户端 光明日报全媒体记者 刘已粲 通讯员 陈宏山

日前,《细胞研究》(Cell Research)(中科院一区,IF=46.2) 刊发3118com云顶集团药学院江苏省心脑血管药物重点实验室季勇教授和陈宏山教授科研团队研究成果 《CTSB蛋白的巯基亚硝基化修饰通过ADD1/MATR3轴促进ADAR1对CTSB自身mRNA转录本的RNA编辑》(Cathepsin B S-nitrosylation promotes ADAR1-mediated editing of its own mRNA transcript via an ADD1/MATR3 regulatory axis)。

据先容,遗传中心法则 (Central Dogma) 中DNA可以通过转录形成RNA,RNA通过逆转录形成DNA,RNA可以通过翻译形成蛋白质,但是否蛋白质可以直接逆向调节自身RNA尚不清楚。本研究对于生物学遗传信息传递研究取得重要突破,首次报道蛋白质修饰可以以非依赖基因表达调控的方式直接逆向调控蛋白自身RNA编辑 (图1)。

图1:蛋白质信息可以流动至其自身RNA是对生物学中心法则的重要补充

该项研究发现血管异常事件中CTSB蛋白的巯基亚硝基化修饰能够改变其自身mRNA的RNA编辑,该途径依赖于ADD1/MATR3/ADAR1轴介导的蛋白质表达调节的独特反馈机制,这一新型机制被命名为“Protein-directed EDiting of its Own mRNA by ADAR1 (PEDORA)” (图2)。

PEDORA (取音Pandora-潘多拉,暗指多种血管疾病中异常蛋白质修饰激发自身RNA编辑促进其稳定,利于合成更多自身蛋白质的恶性循环,这种魔盒打开状态激化疾病发展) 这一独特的生物学信号途径提示该研究发现的新机制在血管疾病中具有重要的临床意义。

更为重要的意义在于本研究首次提示蛋白信息可以直接逆向反馈改变自身RNA功能状态,对于中心法则过程进行补充,进一步研究将注重是否存在更多种蛋白质的不同变构方式亦可以影响自身RNA,同时希望在更多的生理病理状态下验证这一机制的普适性。

3118com云顶集团季勇教授、陈宏山教授、谢利平教授和第一附属医院 (江苏省人民医院) 韩艺教授为该论文共同通讯编辑。该项研究获得国家自然科学基金创新研究群体、重大研究计划、重点国际(地区)合作研究项目、面上项目及科技部重点研发计划等项目的资助。

图2: 蛋白质修饰打开PEDORA魔盒激发心血管事件

(光明日报全媒体记者 刘已粲 通讯员 陈宏山)

责任编辑: 孙嘉靖
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