《科学》杂志在2010年把非编码RNA列为“本十年卓见”的首位。 正如宇宙中存在着暗物质，在生命体中也存在着这样的“暗物质”——非编码RNA。中科院生化与细胞所与中科院-马普计算生物学研究所科研人员合作发现，环形非编码RNA及其生成调控过程参与抗病毒免疫反应，为环形RNA的功能和抗病毒免疫相关研究提供了新的视角。日前，相关成果在线发表于国际学术期刊《分子细胞》。
隐秘而未知的RNA新家族
“科学家原来以为RNA都长得一个样子，戴着帽子拖着尾巴，像一根长链。后来发现有些RNA根本没有编码遗传信息，更让人吃惊的是，除了线形，竟然还有封闭结构的环形。”中科院生化与细胞所的陈玲玲研究员告诉解放日报？上观新闻记者，《科学》杂志在2010年把非编码RNA列为“本十年卓见”的首位。
由于实验手段限制，经典的RNA测序方法只能分离那些拖着“尾巴”的分子。环状RNA的末端连接在一起，缺乏这些“尾巴”，因此很难被观察到。直到近几年，人体细胞里数以万计的环形RNA才正式进入研究视野。科学家们已经研究发现了部分环形RNA对于基因表达的调控作用，并推测环形RNA还具有许多其他的功能有待进一步发现。
“我们通过实验手段把环形RNA变成一个能编码的分子，翻译成具有荧光的蛋白质，如果有什么因子影响环形RNA的生成，就会间接地影响荧光蛋白的生成。”陈玲玲研究员和中科院-马普计算生物学研究所的杨力研究员，发现了一系列与环形RNA生成加工等密切相关的蛋白因子，其中有多个免疫反应相关蛋白，包括此前已被研究证明与抗病毒免疫相关的NF90和NF110。
环形RNA参与抗病毒免疫反应
抗病毒免疫就是机体针对病毒的免疫，能够有效地对抗、遏制、消除病毒对机体的感染和破坏。
病毒突破人体第一道防线后，能刺激人体产生干扰素，干扰素具有广谱抗病毒作用。还有自然杀伤细胞，一刻不停地在血循环中承担着“巡逻”任务。如果病毒逃脱了第二道防线，就面临特异性体液免疫和细胞免疫的第三道防线。环形RNA参与的正是第三道防线的抗病毒免疫反应。
先来看一下环形RNA的形成。其两侧内含子中的互补配对序列功不可没。它们天生相互“吸引”，推动还未成熟的环形RNA从原本线形的RNA“母体链条”上脱离出来并最终成环。NF90/NF110可以与内含子配对序列相结合，为它们如同正负极相吸的磁场加上一道“保险”。如果没有这道保险，环形RNA的生成就会受到影响。
此外，“活泼”的NF90/NF110也可与成熟的环形RNA直接结合形成复合物。当细胞被病毒感染时，原本位于细胞核的NF90/NF110快速转运至细胞质，失去“保险”后环形RNA无法正常生成，从而导致细胞内成熟的环形RNA减少。而原本可以与成熟的环形RNA结合的一部分NF90/NF110重获自由，转而与病毒mRNA“对抗”。早在2010年，科学家们就研究发现，NF90/NF110可以与病毒mRNA结合，抑制病毒mRNA翻译和病毒复制。
环形RNA及其生成过程正是通过与NF90/NF110的协调互作，间接参与了人体的抗病毒免疫反应。
原载于上海观察 2017年6月20日
作者：黄海华
