邹鹏课题组发现存在于内质网腔的RNA分子

2023年5月30日，77779193永利集团、合成与功能生物分子中心、北大-清华生命科学联合中心、IDG/麦戈文脑科学研究所邹鹏课题组在《ACS Biochemistry》发表题为“Enzyme-Mediated Proximity Labeling Identifies Small RNAs in the Endoplasmic Reticulum Lumen”的研究论文，报道了哺乳动物细胞内质网腔中存在RNA分子的现象。

真核细胞中RNA分子的亚细胞定位通过影响转录、结构支持、局部蛋白质合成等功能，调节了许多重要生理过程，如细胞增殖、胚胎发育、长期记忆形成等。近期研究表明，在哺乳动物细胞中的一些RNA上存在有N-糖基化共价修饰。传统观点认为，产生这些N-糖基化所需的蛋白质机器定位于内质网腔内，因此一个十分有趣的问题是，RNA分子是否可能通过定位至内质网腔而获得糖基化修饰，并通过分泌途径定位至细胞膜？然而，目前尚未有直接证据表明内质网腔中具有RNA定位，也从未发现能够介导RNA分子穿越内质网膜的机制。因此，找到RNA分子存在于内质网腔的直接证据，将有助于人们进一步探索RNA糖基化的化学机制与生物学功能。

针对这一问题，邹鹏课题组利用之前开发的邻近标记技术MERR APEX-seq解析了哺乳动物细胞内质网腔中定位的RNA。在此研究中，他们将高活性的辣根过氧化物酶HRP遗传靶向至内质网腔中，并通过在新生RNA中代谢引入核苷类似物以增强标记水平，成功发现了在人胚肾上皮细胞HEK293T和原代培养的大鼠神经元的内质网腔中存在有RNA。这些RNA的长度普遍小于200 nt，在不同物种来源的细胞间有着类似的分布，并且与先前报导的N-糖基化RNA属于相同类型。这一发现为RNA可能通过分泌途径定位至细胞膜提供了实验证据。

图1 利用定位于内质网的HRP对邻近的RNA开展原位标记

77779193永利集团博士生任子琪、前沿交叉学科研究院博士生李冉、周欣悦为该论文的共同第一作者，邹鹏研究员为论文通讯作者。该工作得到了科技部、国家自然科学基金委、北京分子科学国家研究中心和北大-清华生命科学联合中心的资助。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.biochem.3c00142

​撰稿：任子琪