水生所揭示细菌RNA代谢调控新机制

近日，中国科学院水生生物研究所张承才团队关于细菌中RNA代谢调控机制的研究取得了重要进展。相关成果以《蓝藻中RNase E受一个保守蛋白调控》（A conserved protein inhibitor brings under check the activity of RNase E in cyanobacteria）为题，在线发表在《核酸研究》（Nucleic Acids Research）上。该团队在蓝藻RNA代谢领域有深厚积累，曾发现蓝藻中存在RNA降解体并揭示了其关键组分。 

细菌遍布于地球的每个角落，几乎无处不在。同时，细菌具有很强的环境适应能力。有研究发现，这些微小生物的生存适应力与其细胞中RNA的高效代谢能力相关。 

细胞中的RNA分子种类繁多，不仅编码蛋白质，而且直接参与调控多种生命过程。在细菌中，有多种蛋白参与RNA代谢。其中，内切核酸酶RNase E是最为关键的一个。RNase E的切割作用是许多RNA分子降解的第一步，决定了这些RNA在细胞中的寿命。 RNase E如同细胞中的四处巡逻的警察，负责消灭RNA世界里不再被需要的或者功能异常的分子。然而，这位警察虽然功力了得，但判断力较差。当遇到正在发挥功能的RNA时，它经常会不加区别地切割。为了避免误伤无辜而导致RNA代谢混乱，RNase E在胞内的活性必须受到严格的控制。然而，迄今为止，科学家对RNase E如何被调控所知甚少。  

张承才团队发现蓝细菌中RNase E的活性受到蛋白RebA调控。RebA的功能之前未知，但其同源序列存在于所有蓝细菌中。研究发现：RebA能够结合RNase E催化区域，并抑制RNase E对底物的结合和切割，这确保了RNase E在胞内具有适宜的活性；若RebA对RNase E的活性调控出现异常，细胞形态及生存能力均将受到影响（如图）。RebA犹如一位警务督察官，时时监督限制着RNase E这位警察的一举一动，防止误伤无辜，从而保障RNA代谢正常。 

该研究揭示了一种全新的RNase E活性调控机制，加深了科学家对细菌RNA代谢调控的认识。研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项（B类）、水生所特色所项目和武汉市知识创新-基础研究项目的支持。

论文链接

蓝藻中RebA调控RNase E活性，进而调控细胞形态。