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叶克穷研究组发现古菌C/D RNA识别底物的新规则

发布时间:2023年12月04日

  2023年11月30日,6165cc金沙总站生物物理研究所叶克穷课题组在《Science China Life Sciences》在线发表了题为"Complicated target recognition by archaeal box C/D guide RNAs"的论文,揭示了古菌中2'-O-甲基化修饰全局图谱以及C/D RNA识别底物的新模式。

  2'-O-甲基化修饰是RNA中频率最高的修饰之一,能影响RNA的结构、功能和稳定性等方面。C/D RNA在古菌和真核生物中广泛存在,指导底物RNA特定位点的2'-O-甲基化修饰。经典的C/D RNA通过碱基配对结合互补的底物,并挑选距离D/D'序列上游第5个碱基位点进行修饰,这个被称为D+5规则。虽然古菌中C/D RNA的体外生化功能和结构已经有详细研究,但它们在体内的靶标和识别机制仍未有系统研究。

  该研究系统测量了Sulfolobus islandicus古菌中rRNA、tRNA和高丰度sRNA上的2'-O-甲基化修饰,并鉴定了C/D RNA表达谱。研究人员对指导修饰的C/D RNA进行了归属,对非经典的靶向规则进行了体外生化活性和遗传突变实验的验证。研究发现C/D RNA广泛利用两条反义序列识别rRNA上相邻的位点,以该方式指导rRNA上79%的修饰。双重靶向的位点通常包含一个弱结合位点。生化实验证实双重靶向可以加强对弱结合位点的修饰。研究还发现古菌具有双重特异性的向导序列,它可以同时指导两个相连位点的修饰。双重特异性向导也在真核生物中存在,但是只会属于D'向导,而古菌中可以属于D或D'向导。另外该研究首次发现C/D RNA可以靶向单个非常规位点的修饰,包括D/D'序列上游第4、6和7个位点。总之,该研究揭示了古菌中2'-O-甲基化修饰全局图谱以及C/D RNA识别底物的新模式。

图:双重靶向的C/D RNA

  该工作在6165cc金沙总站生物物理研究所完成。王佳音博士和吴松燐博士为论文的共同第一作者,叶克穷研究员为论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、6165cc金沙总站战略性先导科技专项和科技部重点研发计划等项目的资助。

  文章链接: https://doi.org/10.1007/s11427-022-2412-3

(供稿:叶克穷研究组)

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