真核细胞是复杂的生物单位,每个细胞都有多个膜结合的隔室。这些细胞利用特殊的机制将生物分子从合成点输出到需要的地方它们发挥作用。
例如,信使rna (mrna)在细胞核中合成,但必须输出到细胞质中生产蛋白质。特定的蛋白质,如转录输出复合体,识别mrna独有的特征并管理它们的输出。其他例子还包括由export -t识别并输出的trna (transfer rna)和由Exp5识别并输出的mirna (microRNAs)。
最近的研究表明,果蝇(Drosophila)的输出机制与其他真核生物略有不同。在果蝇中,Exp5也输出部分加工的RNA分子,包括前trna,表明其功能范围比之前认为的要广泛。
为了缩小这一知识差距,来自日本奈良科学技术研究所的一组研究人员在Katsutomo Okamura的带领下,进行了一项研究,探索Exp5在果蝇中的作用。通过对与Exp5相关的rna的分析,他们发现Exp5与比之前认识到的更广泛的rna相互作用,包括trna, mirna,长链非编码rna (lncrna)和特异性mrna。这项研究发表在《生物化学杂志》上。
当被问及这项研究背后的动机时,Okamura说:“我们的目标是通过检查果蝇Exp5的底物特异性来探索Exp5功能的进化保护程度。”
为了研究Exp5在果蝇中的功能,研究人员在果蝇黑胃来源的S2R+细胞中使用了交联和免疫沉淀(CLIP)技术。该方法包括用紫外光将RNA与Exp5蛋白交联,并分离RNA-蛋白复合物以鉴定Exp5结合的RNA。CLIP实验成功捕获了已知的Exp5底物,如trna和mirna,并鉴定了新的底物,包括各种独特的mrna和长链非编码rna (lncRNAs)。
该研究还强调,Exp5可能选择性地结合和输出特定的RNA类,特别是无内含子的mrna(从缺乏称为内含子的非编码区域的基因转录而来,内含子通常被“剪接”或从RNA转录本中移除)。研究人员通过比较从实验中恢复的RNA序列及其表达水平得出了这些发现。
该研究还发现,在这些tRNA的末端被完全加工或修剪之前,Exp5就附着在了未成熟的tRNA分子上。这一发现表明,Exp5可能在tRNA加工的早期阶段发挥作用,帮助这些tRNA前体在它们完全成熟之前离开细胞核。
因此,研究人员提出了一个新的模型来解释Exp5在RNA加工中的功能:Exp5在细胞的不同区域之间穿梭RNA分子,确保RNA分子进行适当的加工,而不是严格选择完全加工的RNA输出。