网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

Mol Cell | 陈玲玲研究组合作发现核酸内切酶DIS3介导的环形RNA降解机制

0
分享至

环形RNA主要由mRNA前体外显子反向剪接而成,具有区别于线性RNA的生成加工、转运代谢及功能发挥途径与调控规律 (详见BioArt报道:)【1,2】。已知在应激条件下,双链RNA病毒激活核酸酶RNase L可以导致环形RNA 大规模降解 (详见BioArt报道:)【3】。然而正常条件下,仅有个别含m6A修饰或具特殊结构的环形RNA可以被降解【4】。因此,正常条件下环形RNA代谢稳态维持的分子机制尚不清楚。

2025年2月17日,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心 (生物化学与细胞生物学研究所)陈玲玲研究组与复旦大学生物医学研究院杨力研究组在Molecular Cell期刊上发表了文章Degradation of circular RNA by the ribonuclease DIS3。该研究解析了生理条件下环形RNA被核酸内切酶DIS3监控降解的新机制,实现了对环形RNA“生老病死”过程中特异调控及分子特征等基础研究的闭环。

由于环形RNA的闭环结构,一般认为其对核酸外切酶不敏感,而是依赖于核酸内切酶。基于该推测,研究人员首先通过对不同核酸内切酶 (包括ANG, DIS3, ERN1, G3BP1, RNASE4, RNAESH2A和SMG6) 以及辅因子 (UPF1和UPF2) 敲降筛选,发现敲降核酸内切酶DIS3引起细胞内大部分 (> 65%) 环形RNA的表达上调(图1)。研究人员通过使用核酸内切酶失活的DIS3突变体 (D146N) 进行回补实验和RNA Immunoprecipitation (RIP) 实验,验证了这些环形RNA的表达上调依赖DIS3的核酸内切酶活性,且DIS3能够直接结合由DIS3敲降引起的表达上调的环形RNA。更进一步的研究表明,DIS3介导的环形RNA降解途径在人和小鼠中高度保守。

已知,DIS3具有核酸内切酶活性和3'-5'端的核酸外切酶活性,在从细菌到人等大多数生物中广泛存在。之前研究认为DIS3是核酸外切酶复合体 (exosome complex) 的重要组分,在细胞核内发挥调控RNA加工、成熟及质量监控的作用【5】。然而深入研究发现,DIS3具有不依赖于核酸外切酶复合体,在细胞浆内降解环形RNA的全新途径和机制。首先,通过蔗糖密度梯度离心实验,发现DIS3介导的环形RNA降解途径发生在细胞浆中;免疫荧光共定位发现,仅有10%的DIS3与核酸外切酶复合体组分 (如EXOSC8和EXOSC9) 共定位,提示DIS3具有不依赖于核酸外切酶复合体的功能。其次,通过结合蔗糖密度梯度离心实验、DIS3敲降实验和高通量测序,对筛选出DIS3偏好降解的环形RNA与非DIS3偏好降解的环形RNA进行深入的序列比较分析,鉴定到具有U-rich motif的环形RNA易被DIS3识别和降解。更重要的是,通过建立环形RNA的切割实验,证明了体外合成的环形RNA在体外和细胞内均有可控的稳定性,即含有U-rich 基序数目不同,可改变环形RNA的稳定性,且该过程依赖DIS3的活性(图1)

综上,该工作不仅揭示了正常细胞状态下DIS3介导的全转录组水平环形RNA降解的新途径,发现了DIS3不依赖于核酸外切酶复合体的全新功能,也为体外合成稳定性可控的环形RNA奠定重要理论基础,有利于拓展其生物医学应用。该工作揭示的生理条件下环形RNA被监控降解的全新机制也是该研究团队历时十余年系统完成的对环形RNA从生成加工、功能发挥、转运出核、合成应用、到代谢降解等过程研究中的重要一环。

图1. 核酸内切酶DIS3降解环形RNA及其机制

中国科学院分子细胞科学卓越创新中心陶笑博士,中国科学院上海营养与健康研究所博士研究生翟思楠,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心刘楚霄副研究员为该论文的共同第一作者,分子细胞科学卓越创新中心陈玲玲研究员为该论文的主要通讯作者,复旦大学生物医学研究院杨力研究员为该论文的共同通讯作者。

https://doi.org/10.1016/j.molcel.2025.01.012

制版人:十一

参考文献

1. Yang L, Wilusz JE, Chen LL. Biogenesis and Regulatory Roles of Circular RNAs.Annu Rev Cell Dev Biol.2022 Oct 6;38:263-289.

2. Liu CX, Chen LL. Circular RNAs: Characterization, cellular roles, and applications.Cell.2022 Jun 9;185(12):2016-2034.

3. Liu CX, Li X, Nan F, Jiang S, Gao X, Guo SK, Xue W, Cui Y, Dong K, Ding H, Qu B, Zhou Z, Shen N, Yang L, Chen LL. Structure and Degradation of Circular RNAs Regulate PKR Activation in Innate Immunity.Cell.2019 May 2;177(4):865-880.e21.

4. Chen LL. The expanding regulatory mechanisms and cellular functions of circular RNAs.Nat Rev Mol Cell Biol.2020;21(8):475-490.

5. Kilchert C, Wittmann S, Vasiljeva L. The regulation and functions of the nuclear RNA exosome complex.Nat Rev Mol Cell Biol.2016 Apr;17(4):227-39.

BioART战略合作伙伴

(*排名不分先后)

BioART友情合作伙伴

(*排名不分先后)

转载须知


【非原创文章】本文著作权归文章作者所有,欢迎个人转发分享,未经作者的允许禁止转载,作者拥有所有法定权利,违者必究。

BioArt

Med

Plants

人才招聘

会议资讯

近期直播推荐

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
脾脏破裂,多根肋骨骨折:卡德罗夫家族危险驾驶早就劣迹斑斑

脾脏破裂,多根肋骨骨折:卡德罗夫家族危险驾驶早就劣迹斑斑

鹰眼Defence
2026-01-20 18:40:19
卖不动了?钻石价格大跌,巨头宣布:降价!十年前1.8万元买的钻戒,如今只能卖180元,同期黄金价格涨超400%

卖不动了?钻石价格大跌,巨头宣布:降价!十年前1.8万元买的钻戒,如今只能卖180元,同期黄金价格涨超400%

每日经济新闻
2026-01-20 16:22:28
“90后”曾患唇腭裂网红给李亚鹏捐10万,其曾申请嫣然天使基金帮助,但当时没排上队“我们是天使,不是恶魔”

“90后”曾患唇腭裂网红给李亚鹏捐10万,其曾申请嫣然天使基金帮助,但当时没排上队“我们是天使,不是恶魔”

扬子晚报
2026-01-20 17:53:40
U23亚洲杯决赛对阵:U23国足冲首冠 战卫冕冠军日本 24日23点打响

U23亚洲杯决赛对阵:U23国足冲首冠 战卫冕冠军日本 24日23点打响

我爱英超
2026-01-21 01:39:31
安理会惊现4:1局面!特朗普火烧眉毛,英媒:他现在特别羡慕中国

安理会惊现4:1局面!特朗普火烧眉毛,英媒:他现在特别羡慕中国

古事寻踪记
2026-01-20 07:08:01
新加坡总理黄循财表示,绝不允许东方大国在新加坡争夺芯片资源

新加坡总理黄循财表示,绝不允许东方大国在新加坡争夺芯片资源

南权先生
2026-01-20 15:55:21
1月20日俄乌最新:恐怖的交换比

1月20日俄乌最新:恐怖的交换比

西楼饮月
2026-01-20 21:18:32
丹麦养老基金将退出美国国债投资

丹麦养老基金将退出美国国债投资

财联社
2026-01-20 21:40:18
销售远超预期,李亚鹏带货品牌宣布暂停直播;王菲被曝十年间向嫣然医院“匿名捐赠”3268万元,陈光标喊话称将全力驰援,嫣然基金最新发声

销售远超预期,李亚鹏带货品牌宣布暂停直播;王菲被曝十年间向嫣然医院“匿名捐赠”3268万元,陈光标喊话称将全力驰援,嫣然基金最新发声

每日经济新闻
2026-01-20 14:45:12
李亚鹏事件重大转机!网传有北大教授透露,当地坚定支持嫣然医院

李亚鹏事件重大转机!网传有北大教授透露,当地坚定支持嫣然医院

火山诗话
2026-01-20 19:06:31
亲弟弟强奸追杀妻子,丈夫发声

亲弟弟强奸追杀妻子,丈夫发声

中国新闻周刊
2026-01-20 18:42:33
中国篮坛又爆发大规模冲突!双方互殴大打出手:观众带头揍球员?

中国篮坛又爆发大规模冲突!双方互殴大打出手:观众带头揍球员?

篮球快餐车
2026-01-21 00:52:48
49岁翁帆官宣喜讯,太令人惊喜了!

49岁翁帆官宣喜讯,太令人惊喜了!

神奇故事
2026-01-18 21:57:09
90死伤6失联!包钢爆炸内部画面流出,原因曝光,大量隐情披露

90死伤6失联!包钢爆炸内部画面流出,原因曝光,大量隐情披露

博士观察
2026-01-19 21:20:43
太牛了!安东尼奥3细节完胜对方韩国教练:近10年最成功外教

太牛了!安东尼奥3细节完胜对方韩国教练:近10年最成功外教

邱泽云
2026-01-21 02:43:04
中国队3-0越南队,4人获满分!亚足联评出MVP,王钰栋、李昊落选

中国队3-0越南队,4人获满分!亚足联评出MVP,王钰栋、李昊落选

何老师呀
2026-01-21 03:25:38
向余望:晋级决赛像梦一样;进决赛我们没什么包袱,轻装上阵

向余望:晋级决赛像梦一样;进决赛我们没什么包袱,轻装上阵

懂球帝
2026-01-21 01:59:11
印度神童预言2026,四大高危区与三大灾难时刻的玄幻启示

印度神童预言2026,四大高危区与三大灾难时刻的玄幻启示

郁郁乎文
2026-01-17 14:30:37
2026年春节大反常!返乡潮突然遇冷,三大原因戳中亿万人的心声!

2026年春节大反常!返乡潮突然遇冷,三大原因戳中亿万人的心声!

老特有话说
2026-01-20 21:53:56
特朗普改口:英国做法愚蠢至极!

特朗普改口:英国做法愚蠢至极!

环球时报国际
2026-01-20 23:19:54
2026-01-21 04:47:00
BioArt incentive-icons
BioArt
探索生物艺术之奥秘
8975文章数 18490关注度
往期回顾 全部

科技要闻

收藏|这可能是CES2026最清醒一份复盘

头条要闻

丹麦首相:主权不谈判 准备贸易战

头条要闻

丹麦首相:主权不谈判 准备贸易战

体育要闻

勇士遭暴击!巴特勒重伤赛季报销

娱乐要闻

网红版闫学晶!600万粉博主阿爆翻车

财经要闻

李迅雷:2026买房不如租房

汽车要闻

奇瑞张贵兵:墨甲不做秀技术的企业 只做痛点终结者

态度原创

艺术
教育
房产
时尚
亲子

艺术要闻

陈丹青:困扰几代人的中国写实油画

教育要闻

学习不再靠死磕,是从初二开始的

房产要闻

中旅・三亚蓝湾发布会揭秘自贸港好房子高阶形态

冬季不臃肿穿搭指南来了,奔五奔六照着穿,拿捏温暖与高级感

亲子要闻

这是真的先天法医圣体阿!

无障碍浏览 进入关怀版