Nat Commun | 陈雪梅团队揭示了NAD+帽子修饰参与基因表达调控的新机制
来源：生物探索 2024-03-18 10:05
本研究证明，AbTir在细菌体内具有功能——在大肠杆菌中诱导表达AbTir蛋白可抑制细胞生长，显著降低游离NAD+和NAD-RNA的水平。
北京大学生命科学学院和北大-清华生命科学联合中心陈雪梅课题组在Nature Communications发表了题为Toll/interleukin-1 receptor(TIR) domain-containing proteins have NAD-RNA decapping activity 的研究论文，该研究首次发现来自细菌和古细菌的TIR结构域蛋白具有强烈的NAD-RNA脱帽酶活性，能够从NAD+帽子修饰中去除NAM基团，产生一种新的非典型加帽修饰RNA（即环化ADPR-RNA或者其变体）。
同时，研究还发现该TIR结构域蛋白介导的NAD-RNA脱帽活性高度依赖于谷氨酸残基催化位点，且在促进TIR结构域蛋白寡聚的条件下表现出增强的活性。TIR结构域蛋白显示出特异于其他已知脱帽酶的性质，即可以特异性地作用于NAD-RNA，而不作用于其他非典型帽子修饰的RNA。
目前已经确定有两类NAD-RNA脱帽酶，分别在原核和真核生物中被相继发现。第一类脱帽酶（Class-I）以大肠杆菌的Nudix水解酶NudC为代表，其可以通过裂解NAD+帽子内部的焦磷酸键，释放烟酰胺单核苷酸（NMN），从而产生一个5’单磷的RNA（p-RNA）。
真核生物中的NudC同源蛋白（如酵母中的Npy1和哺乳动物细胞中的Nudt12/16）也已经被证明是NAD-RNA的脱帽酶。第二类脱帽酶（Class-II）是以酵母、拟南芥和哺乳动物中的DXO/Rai1家族酶为代表的一类酶，其可去除整个NAD+帽修饰，生成p-RNA。酵母中的5’-3’外切核酸酶Xrn1和Rat1也可以以同样的方式去除NAD+帽子修饰，但主要作用于线粒体NAD-RNA。然而，NudC和DXO/Rai1两类酶也可作用于FAD帽子修饰和dpCoA帽子修饰的RNA，并非特异地作用于NAD-RNA。
本研究证明，AbTir在细菌体内具有功能——在大肠杆菌中诱导表达AbTir蛋白可抑制细胞生长，显著降低游离NAD+和NAD-RNA的水平。全转录组范围内的NAD-RNA测序分析表明，大肠杆菌中一小部分涉及“分子运输”和“氧化还原酶活性”的基因产生的NAD-RNA易受到AbTir的靶向。本研究首次证明了TIR结构域蛋白具有NAD-RNA脱帽活性，提示它们在体内可能也参与NAD-RNA的动态调控，为后续研究NAD-RNA的生物学功能提供了良好的基础。有趣的是，TIR结构域蛋白被频繁报道参与生物体的抗病免疫过程，然而其背后的作用机制尚不完全清楚。本研究结果暗示TIR结构域蛋白可能通过影响NAD-RNA的表达水平在生物学抗病免疫中发挥作用，进一步的研究将有助于挖掘生物体抗病免疫新机制。
三种不同的NAD-RNA脱帽机制总结（Credit: Nature Communications）
版权声明 本网站所有注明“来源：生物谷”或“来源：bioon”的文字、图片和音视频资料，版权均属于生物谷网站所有。非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，否则将追究法律责任。取得书面授权转载时，须注明“来源：生物谷”。其它来源的文章系转载文章，本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的，转载内容不代表本站立场。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
