中国科学院生物物理研究所

科学家发现古菌向导RNA识别底物的新规则

11月30日，中国科学院生物物理研究所叶克穷课题组在《中国科学： 》在线发表论文，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。

该工作在中国科学院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、中国科学院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。

相关论文信息：

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