在細(xì)胞中，核糖核酸（RNAs）是最常見的，被稱為信使或支架分子，但是它們也可以加快關(guān)鍵的生化反應(yīng)和調(diào)控代謝途徑。這些調(diào)控RNAs是在短短幾年前發(fā)現(xiàn)的。最近，在對細(xì)菌進行的研究中，來自海德堡大學(xué)的科學(xué)家們在RNAs中發(fā)現(xiàn)了以前未知的修飾，可提高它們對抗細(xì)胞降解機制的穩(wěn)定性。此外，調(diào)控RNAs還與癌癥發(fā)展和細(xì)菌感染有關(guān)。相關(guān)研究結(jié)果，由制藥和分子生物技術(shù)研究所的研究人員發(fā)表在最近的《自然》雜志（Nature）。

在細(xì)菌中，大多數(shù)這些調(diào)控RNA可通過結(jié)合其他RNA分子（例如信使RNAs）而起作用，從而引發(fā)所產(chǎn)生復(fù)合物的降解。因此，結(jié)合的RNA不再能夠用于蛋白質(zhì)的生物合成，該研究所的Andres Jäschke教授解釋說：“到目前為止，調(diào)控RNAs一直被認(rèn)為是由四種標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建模塊組成，核苷酸A、C、G和U?，F(xiàn)在我們可以表明，腸道菌大腸桿菌（Escherichia coli）的一些調(diào)控RNAs在其末端攜帶一種特殊的修飾，可以提高它們對抗細(xì)胞降解機制的穩(wěn)定性。”此外，Jäschke帶領(lǐng)的研究小組發(fā)現(xiàn)了一種酶，可以消除這種修飾帽，并釋放先前受保護的RNA用于降解。根據(jù)Jäschke教授介紹，這種改性劑是一種“老熟人”，即煙酰腺嘌呤二核苷酸（NAD），其被認(rèn)為在細(xì)菌和高等生物的代謝中發(fā)揮關(guān)鍵的作用。

通過化學(xué)家Hana Cahová博士和生物技術(shù)專家Marie-Luise Winz博士開發(fā)的一種新方法，可以把這些NAD改性的調(diào)控RNAs分離出來。在他們的方法中，利用來自海洋軟體動物的一種酶和一種稱為“點擊化學(xué)”的技術(shù)，來標(biāo)記包含在總RNA樣品中的NAD改性RNA分子，而所有其他則保持不變。因此，標(biāo)記的RNAs可被選擇性地分離，并通過高通量測序和對比數(shù)據(jù)庫進行確定。Andres Jäschke指出：“對于我們所確定的大多數(shù)改性RNAs來說，目前為止還沒有已知的生物學(xué)功能。有趣的是，其他改性RNA已經(jīng)在細(xì)胞代謝的背景下得以描述，或與細(xì)菌對極端環(huán)境條件所致壓力的反應(yīng)有關(guān)。”

現(xiàn)在，科學(xué)家們深入調(diào)查了“為什么細(xì)菌用NAD修改它的一些調(diào)控RNA？”的問題，生物技術(shù)專家Katharina Höfer博士稱：“因為末端的化學(xué)性質(zhì)已知是細(xì)胞酶降解RNA的一個關(guān)鍵因素，我們假設(shè)NAD修飾可能使RNA穩(wěn)定。”因此，她與生化學(xué)家Gabriele Nübel合作，調(diào)查了幾個已知的降解途徑。研究人員的確證實，對抗兩種修飾和降解酶的穩(wěn)定性顯著增加。一旦目的達(dá)到，細(xì)胞就切割下這個保護帽，因為這種酶對此非常有用，所以科學(xué)家們進一步測試了這種酶，再次發(fā)現(xiàn)了他們尋找的東西：其中一種酶能移除NAD，從而可啟動RNA降解。

Andres Jäschke的研究小組懷疑，附加的NAD有其他的功能。Jäschke教授解釋說：“NAD以一種特定的方式與許多蛋白質(zhì)相互作用，所以NAD-RNAs也可能形成蛋白質(zhì)復(fù)合物，反過來它又可能調(diào)節(jié)細(xì)菌中的各種過程。此外，NAD可能以兩種不同的形式發(fā)生在細(xì)胞中，即以氧化方式和還原方式。這兩種狀態(tài)之間的平衡，可能影響和調(diào)節(jié)NAD-RNAs的生物學(xué)功能。”

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科學(xué)家介紹說，幾十年來RNA末端的保護帽一直被認(rèn)為存在于高等生物中，但這項研究首次報道了細(xì)菌中的一種帽狀結(jié)構(gòu)（但化學(xué)成分不同）。這些研究開辟了一個新的研究領(lǐng)域，因為這一新修飾的生物學(xué)功能和機理目前需要被澄清。Andres Jäschke評論說：“我們特別感興趣的是，查明哪些NAD修飾僅存在于細(xì)菌中，或者也存在于高等生物中。如果這是細(xì)菌一個特有的現(xiàn)象，那么它可能會為新的抗菌治療提供線索。”