![]()
小核仁RNA （Small nucleolar RNA, snoRNAs）是非编码RNA，以指导RNA修饰而闻名，包括2'-O-甲基化（Nm）和假吡啶（Ψ）。虽然snoRNA也可能与其他RNA（如mRNA）相互作用，但由于缺乏有效的技术来识别snoRNA靶转录组，因此snoRNA靶向的全部RNA仍然难以捉摸。
2024年11月22日，芝加哥大学何川团队在Cell 在线发表题为“snoRNA-facilitated protein secretion revealed by transcriptome-wide snoRNA target identification”的研究论文，该研究开发了一种基于化学交联的方法，全面检测snoRNAs的细胞RNA靶点，在人类细胞和小鼠脑组织中产生数千种以前未被识别的snoRNA-mRNA相互作用。
许多相互作用发生在snoRNA引导的RNA修饰位点之外，这暗示了RNA修饰之外的非规范功能。该研究发现其中一个snoRNAs， SNORA73，靶向编码分泌蛋白和膜蛋白的mRNA。SNORA73还与7SL RNA相互作用，7SL RNA是蛋白质分泌所需的信号识别颗粒（SRP）的一部分。mRNA-SNORA73-7SL RNA相互作用增强了SNORA73靶mRNA与SRP的关联，从而促进编码蛋白的分泌。
![]()
小核仁RNA （snoRNAs）是60-300个残基的天然引导RNA，可识别核糖核蛋白（RNP）复合物中的细胞RNA靶标。在人类基因组中有超过1000个带注释的snoRNA基因。典型的snoRNA分为三种类型：C/D-box、H/ACA-box snoRNA和small Cajal body-specific RNA （scaRNAs）。C/D-box snoRNP由一个snoRNA和催化亚基纤维蛋白（FBL）、核仁蛋白56 （NOP56）、NOP58和小核糖核蛋白13 （SNU13）组成。H/ACA- snoRNPs由snoRNA及其催化亚基dyskerin伪尿嘧啶合成酶1 （DKC1）、H/ACA核糖核蛋白复合物亚基1 （GAR1）、亚基2 （NHP2）和核仁蛋白10 （NOP10）组成。scaRNAs与C/D-或H/ACA-box snoRNAs具有相同的结构特征，包含附加的基元用于定位到Cajal小体大多数snoRNA是从蛋白质编码基因的内含子转录而来，并通过不同的途径进行加工，而其他snoRNAs则是从独立基因表达的。众所周知，snoRNAs的功能是通过C/D-box snoRNAs和H/ACA-box snoRNAs在核糖体RNA （rRNA）和小核RNA （snRNA）中安装2'-O-甲基化（Nm）修饰，并通过假嘌呤（Ψ）修饰。ScaRNAs主要引导Nm和Ψ在snRNA中的安装，稳定其结构并调节与前信使RNA （mRNA）的相互作用，以影响剪接每个snoRNA为rRNA修饰提供一个或两个引导序列，这些修饰已被证明可以调节核糖体的生物发生，调节密码子识别，并影响核糖体与配体的相互作用。新出现的证据表明，snoRNAs也靶向其他RNA种类，包括转移RNA （tRNA）、mRNA和长链非编码RNA （lncRNA）。此外，snoRNAs也被证明可以直接与蛋白质结合，影响蛋白质活性。![]()
文章模式图（图源自Cell ）
人类基因组中大约80%的已注释的snoRNAs缺乏明确的功能。一些snoRNAs可能通过影响mRNA的稳定性、编辑和剪接来调节基因表达。这些snoRNA活性可能并不总是依赖于mRNA修饰。超过50种snoRNAs在超过12种癌症类型中失调。SNORD115/116基因簇的基因组缺失与prder - willi症状（PWS）有关，PWS是一种神经退行性疾病，而SNORD118突变导致另一种神经系统疾病白质脑病。snoRNA缺失或突变导致疾病的机制仍然知之甚少，这主要是由于缺乏在转录组中识别snoRNA靶点和靶RNA修饰状态的工具。该研究提出了snoRNA富集和酮醛辅助RNA-RNA相互作用测序（snoKARR-seq），这是一种整合RNA化学标记、snoRNA与其结合RNA交联以及逆转录后嵌合cDNA富集（RT）的方法。基于酮醛辅助RNA-RNA相互作用测序（KARR-seq）的原理，snoKARR-seq利用N3 -酮醛标记单链RNA (ssRNA)和二苯并环辛烷（DBCO）修饰的聚胺胺（PAMAM）树状大分子中的鸟苷，用于RNA化学交联，以捕获RNA-RNA相互作用。N3 -酮醛标记各种RNA种类，两个标记位点之间的平均距离约为20个核苷酸（nt）。此外，在工作流程中引入了一个源自snoRNA的cDNA富集步骤，以显著提高最终测序文库中含有snoRNA的嵌合reads的检测特异性。snoKARR-seq检测snoRNA靶标的信噪比比传统方法高100倍以上。利用这种方法，研究人员在人类细胞系和小鼠脑组织中发现了1000多种以前未知的snoRNA-mRNA相互作用。值得注意的是，大多数这些snoRNA靶点并不与已知的mRNA修饰位点重叠，这表明潜在的非规范snoRNA功能超出了RNA修饰。发现的一个意想不到的相互作用涉及SNORA73和编码分泌蛋白和膜蛋白的mRNA。蛋白质分泌是一个基本的生物学过程，主要由N端信号肽与信号识别颗粒（SRP）相互作用引导分泌蛋白到达内质网（ER）进行共翻译易位。虽然一些证据表明信号肽不依赖于这些途径，但非蛋白信号在这些途径中的存在和作用尚不清楚。SNORA73通过规范引导区外的10-nt基序与靶mRNA形成稳定的双链；这些相互作用的破坏减少了蛋白质分泌。在机制上，该研究发现了SNORA73与SRP的RNA成分7SL RNA之间的碱基配对相互作用，揭示了mRNA-snoRNA-7SL RNA三联体参与蛋白质易位。因此，SNORA73作为一种“分子胶”，通过两种不同的RNA-RNA相互作用将核糖体-新生肽- mRNA复合物和SRP连接起来，从而促进蛋白质的易位和分泌。总之，该研究结果表明，snoKARR-seq能够全面绘制细胞snoRNA相互作用组，这揭示了SNORA73在促进蛋白质易位中的重要作用。https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01269-8![]()
—END—
内容为【iNature】公众号原创，
转载请写明来源于【iNature】
微信加群
iNature汇集了4万名生命科学的研究人员及医生。我们组建了80个综合群（16个PI群及64个博士群），同时更具专业专门组建了相关专业群（植物，免疫，细胞，微生物，基因编辑，神经，化学，物理，心血管，肿瘤等群）。温馨提示：进群请备注一下（格式如学校+专业+姓名，如果是PI/教授，请注明是PI/教授，否则就直接默认为在读博士，谢谢）。可以先加小编微信号（love_iNature），或者是长按二维码，添加小编，之后再进相关的群，非诚勿扰。
![]()
![]()
投稿、合作、转载授权事宜
请联系微信ID：13701829856 或邮箱：iNature2020@163.com
觉得本文好看，请点这里！
