众所周知，DNA是人体主要遗传物质，而RNA则是DNA和人体蛋白之间的“桥梁”和“信使”。然而，近年来，RNA分子家族的“新人”——环形RNA携带诸多未解之谜，出现在科学家们的视野。4月25日，中科院生化与细胞所陈玲玲研究组首次揭示了这群拥有独特结构的环形RNA的降解途径及其特殊二级结构特征，还发现其在天然免疫调控过程中具有重要功能。相关论文发表于国际权威学术期刊《细胞》。
环形RNA是一类具有闭合环状结构的非编码RNA分子，一直以来都被认为是基因错误剪接的偶然结果。直到2012年以后，科学家们相继发现，环形RNA不但广泛存在于机体细胞中，个别环形RNA还发挥着一定的功能。但由于环形RNA与其对应线形RNA序列几乎完全一样，目前已有的技术手段限制了科学家对其特殊结构和功能的研究，大部分环形RNA的功能尚不明确，亟待研究。
十多年来，陈玲玲研究组一直专注环形RNA领域的研究。在近期研究二级结构过程中，他们发现，环形RNA内部可以形成16-26bp的双链RNA茎环结构的独特造型。人体中天然免疫因子PKR可以抵抗病毒入侵，但它就像一匹野马；而环形RNA的独特结构就像缰绳，能够被免疫因子PKR识别并结合，牢牢套住这匹“野马”。正常情况下，当病毒入侵细胞后，环形RNA会被核糖核酸酶RNase L大规模“切割”降解，陈玲玲团队的前期研究证明，环形RNA生成速度缓慢，不足以回补被降解分子，天然免疫因子PKR从而恢复自由身，得以释放激活参与细胞抗病毒免疫过程。
但是，“野马”也有脱缰的时候，系统性红斑狼疮就是这样的例子。研究人员通过检测红斑狼疮病人体内数据发现，在环形RNA降解中发挥重要“切割”功能的核糖核酸酶RNase L在病人体内处于“弱激活状态”，与之对应的是环形RNA普遍在病人体内数量很低，天然免疫因子PKR及其下游免疫信号通路则在体内过度激活“运转”。科研人员通过使用技术手段让环形RNA在病人来源的免疫细胞内数量增多，可以观察到过度激活“运转”的天然免疫因子PKR及其下游免疫信号通路被显著“控制”。相关研究进展为环形RNA代谢和功能研究奠定了重要基础，也为红斑狼疮等自身免疫病的临床诊断和治疗提供了新思路。
原载于《上海科技报》 2019年5月3日
作者：刘禹
