一种保护细胞免受紫外线损伤的机制

当阳光照射到我们的皮肤时，会带来温暖和活力。然而，在这温柔、热烈的光束之下，隐藏着一个潜在的威胁——紫外线（UV）辐射，这是阳光中最具能量的部分。‍‍‍‍‍

自然阳光中存在三种紫外线，分别是UVA、UVB和UVC。除了光子能量较低的UVA辐射之外，波长为280~315纳米的UVB，和波长为100~280纳米的UVC都可以诱发DNA损伤，导致晒伤，增加患皮肤癌的风险。

虽然紫外线会破坏DNA并导致皮肤癌已成为众所周知的事实，但它们对另一种重要分子——RNA的影响，却常常被忽视。在一项新发表于《细胞》的研究中，一组研究人员发现了一种复杂的细胞屏蔽机制，这种机制可以保护细胞，使它们免受由紫外线辐射引起的RNA损伤所造成的有害影响。

细胞水平上的遗传

母亲和孩子之间有着紧密的联系，但你或许不知道的是，这种母子关系之间的紧密联系可以一直延伸到细胞水平。

在细胞分裂过程中，新的子细胞会从母细胞那里继承遗传物质和其他分子的混合物。这种遗传既包括一些有益的成分，也包括潜在的有害突变或受损分子：有益部分可以帮助它们获得一个强健的生命开端，而有害部分则会对新生子细胞构成重大挑战。

一直以来，科学家们并不了解，子细胞是如何控制并减轻这些有害遗传的影响的。直到现在，在新的研究中，研究人员发现了一种复杂的机制，通过这种机制，母细胞可以将一套防御系统传递给子细胞，使子细胞可以保护自己，不会继承母细胞中因紫外线而造成的RNA损伤。

DHX9的奥秘

在实验中，当研究人员在测试细胞对各种应激的反应时，他们意外地发现，在紫外线辐射后，一种名为DHX9的蛋白质会聚集在细胞质内，形成液滴结构。

DHX9是一种通常存在于细胞核中的酶，具有与RNA结合的能力。发现这种蛋白质在细胞核之外形成液滴，让研究人员非常惊讶。他们将这比喻成在沙漠中发现了一个巨大的雪球。

由于已知紫外线辐射会导致DNA损伤，因此，研究人员一开始怀疑这些DHX9颗粒参与到了一种防御DNA损伤的机制中。然而，事实与猜测相反，他们发现，各种形式的DNA损伤，都无法触发DHX9颗粒。这一发现令研究人员诧异，他们开始深入调查真正的诱因。

为此，研究人员开发了一种突破性的液滴提取法，能够直接从细胞中分离这些颗粒并分析其含量。他们惊讶地发现，作为一种应激颗粒，DHX9颗粒中充满了受损的RNA。

在紫外线诱导的RNA损伤后，蛋白质DHX9（绿色）和G3BP1(红色)在细胞质中形成应激颗粒。细胞核显示为蓝色。DHX9也存在于细胞核中。（图/MPI of Immunobiology and Epigenetics/ Akhtar）

新研究表明，当细胞检测到紫外线照射引起的RNA损伤时，它们会迅速将受损的RNA分子捕获到DHX9颗粒中，防止它们造成进一步的伤害。这种保护机制有效地限制了损伤，确保了损伤不会在细胞内不受控制地扩散，造成进一步的混乱。

子细胞的保护机制

更让人惊喜的是，研究人员观察到，DHX9颗粒细胞总是成对出现的，这表明它们不是在原始的被紫外线损伤的母细胞中形成的，而是后来在新生的子细胞中形成的。

研究人员通过活细胞视频成像，清晰地观察到，DHX9通常存在于细胞核中，但在细胞分裂后不久，当两个子细胞形成时，它就聚集在细胞质中形成了液滴。

紫外线诱导RNA损伤后，DHX9（黄色）和G3BP1（紫色）蛋白在细胞分裂后形成应激颗粒。（图/MPI of Immunobiology and Epigenetics/ Akhtar）

而且有趣的是，在子细胞中阻止DHX9颗粒的形成，会导致严重的细胞死亡，这凸显了子细胞发现并将其祖细胞受损的RNA储存到DHX9颗粒中的能力。

研究人员表示，了解我们的子细胞如何抵御紫外线诱导的亲本RNA损伤，不仅加深了我们对细胞周期的理解，也为医学研究开辟了新的可能性。

科学家已经知道，晒伤、神经系统变性疾病、癌症等疾病，都与RNA平衡的破坏以及细胞周期的不规则性有关。如果能更好地了解新生细胞是如何选择性地识别和降解受损的RNA，或许就能够为以RNA管理不善或应激反应失调为特征的疾病，带来新的治疗靶点。

#创作团队：

编译：糖兽

排版：雯雯

#参考来源：

https://www.mpg.de/21712407/0315-immu-how-dhx9-stress-granules-protect-daughter-cells-from-uv-induced-rna-damage-153800-x?c=2249

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)00231-9

#图片来源：

封面图&首图：JillWellington / Pixabay