浙江
2026年10月20日，西湖大学生命科学学院施一公和占谢超团队在《Vita》发表题为《De novo RNA synthesis from free nucleotides by a family of conserved plant proteins》的研究，报道植物蛋白在无核酸模板和引物时利用游离NTP合成RNA。细胞内的RNA合成通常依赖DNA或RNA模板，部分末端核苷酸转移酶只延伸已有RNA末端，该研究以结构搜索和生化验证寻找具有新催化能力的植物蛋白。
研究团队以人cGAS为结构查询，搜索玉米、拟南芥和水稻的AlphaFold预测蛋白结构，得到266个候选蛋白，并按Z-score≥10和催化区酸性残基保守性筛到19个候选，OsNTP4进入后续实验。纯化的OsNTP4和催化域OsNTP4_CD在含四种NTP、Mg2+和Mn2+的反应中生成高分子量产物，缺少蛋白或缺少NTP时检测不到产物。产物能被RNase I降解，单独使用UTP、CTP、ATP或GTP都能启动聚合，UTP的反应效率较高，GTP产物较短。
研究团队用三步纯化、完整蛋白质谱和蛋白水解后的离子交换分析检查OsNTP4_CD，实测分子量37,681.0 Da与计算值一致，未检出共价核苷酸或游离NTP。充分洗涤的OsNTP4_CD晶体仍能进行UTP依赖的RNA合成，同一液滴的非晶对照没有活性，Cy5和SYBR Gold检测到高分子量RNA。NMR的COSY和HMBC相关峰确认UTP产物具有3′-5′磷酸二酯键，反应需要二价金属离子，Mg2+和Mn2+均可支持，Mn2+对poly(A)和poly(G)合成更有利。
OsNTP10在ATP、UTP和CTP存在下生成RNase I敏感的高分子量RNA，UTP最有效，GTP产物较短且对RNase I只有部分敏感，NMR确认其poly(U)为3′-5′连接。AtURT1催化域在四种NTP存在下生成约小于50至大于150 nt的RNA，UTP、ATP和GTP均有活性，CTP信号较弱。三种蛋白还能延伸Cy5标记的既有RNA，OsNTP4产物经Nanopore测序显示长度约20-593 nt，U占56.0%，C、G、A各为13.4-16.4%，产物含U同聚物和GGGGUU、UCCUCU等基序，序列复杂性偏低。这些结果把OsNTP4、OsNTP10和AtURT1归为具有无模板无引物RNA合成活性的保守植物酶家族，体内产物和生理条件仍需后续实验鉴定。
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