程红研究组合作揭示细胞核内mRNA出核或降解的命运决定的分子机制
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时间：2017-08-28
8月11日，国际学术期刊EMBO Journal在线发表了中国科学院生物化学与细胞生物学研究所程红研究组的最新研究成果“Exosome cofactor hMTR4 competes with export adaptor ALYREF to ensure balanced nuclear RNA pools for degradation and export ”，揭示了hMTR4 和ALYREF之间的竞争在维持细胞核内降解和出核间的平衡中发挥着重要作用。
基因表达的每个步骤均受到严密的质量监控，exosome 复合体是RNA 质量监控系统的重要组成部分。它是一个具有内切酶活性和3’-5’外切酶活性的多亚基复合体，可参与加工和降解各种RNA。hMTR4作为重要的辅助蛋白在细胞核内exosome功能发挥中不可或缺。迄今， exosome复合体的底物繁多，底物识别机制是关于exosome的一个基本问题。另外，细胞核内RNA的降解或出核的命运决定的分子机制也不清楚。
在本项研究工作中，研究人员通过对exosome 复合体组分hRRP40 或hMTR4沉默细胞的核内RNA 进行深度测序，发现并证实了在RNA加工和出核功能正常的细胞中，相当一部分mRNA和长非编码RNA均是exosome复合体的降解底物。通过对exosome复合体招募机制的研究，揭示了hMTR4可以特异地将exosome复合体招募到其底物RNA上。非常有趣的是，这种招募特异性是通过hMTR4与mRNA出核接头蛋白ALYREF竞争结合CBC(cap-binding complex)来实现的。研究人员进一步提供证据支持这样的竞争机制决定了细胞核内的RNA走向出核还是降解的生死存亡问题，并可能确保了发生出核或降解的RNA pools的平衡。
博士生范静和郐斌为本文的共同第一作者，该研究工作与中国科学院大连化学物理研究所李国辉研究员及其课题组合作完成，得到了北京生命科学研究所陈涉研究员，生化与细胞所周兆才研究员，中科院马普学会计算生物学伙伴研究所何志松博士的大力支持。该研究得到国家科技部和国家自然科学基金委的经费资助。
