RNA介導遺傳信息的解碼過程，并在一系列生命過程中起到調控和結構功能。中國科學院水生生物研究所研究員張承才團隊與德國科研團隊合作完成的研究論文（"Life is short, and art is long": RNA degradation in cyanobacteria and model bacteria），在線發(fā)表在mLife上。該研究討論了藍細菌和模式菌中RNA代謝機制，揭示了不同細菌RNA代謝的共通性和多樣性。作為目前該領域的首篇綜述文章，可為后續(xù)相關研究提供重要參考。
RNA在細胞內種類繁多，它們既是遺傳信息的載體（mRNA），也是蛋白翻譯機器的組分（rRNA、tRNA），并直接發(fā)揮基因調控的功能（asRNA、sRNA等）。與其他大分子相比，RNA代謝迅速，平均半衰期僅幾分鐘。不同細菌中的mRNA降解過程基本相同，涉及三類酶——RNA內切酶，RNA外切酶，以及一些起輔助功能的酶（包括RNA焦磷酸水解酶、RNA解旋酶等）。催化不同RNA降解步驟的RNA酶還能通過形成酶復合體（即RNA降解體）等形式協作，以確保RNA降解高效進行。
對模式菌株的研究發(fā)現，參與RNA降解的具體酶的種類及其形成的RNA降解體可能大相庭徑。例如，E. coli中內切核酸酶RNase E是重要的RNA酶，與外切核酸酶PNPase、解旋酶RhlB等結合形成一個RNA降解體。而B. subtilis不含RNase E，它有一個與RNase E序列完全不同但功能類似的內切酶——RNase Y。RNase Y也與其他組分形成一個不同的RNA降解體。
藍細菌（也稱藍藻）是古老的細菌類群，它們是唯一能進行產氧光合作用的原核生物，其很多種屬還能夠生物固氮，在地球演化以及碳氮元素循環(huán)過程中發(fā)揮重要功能。此外，由于能夠利用太陽光將CO2轉化為有機物，它們也是頗具潛力的細胞工廠。近年來，關于藍細菌中RNA的代謝調控機制的研究逐漸興起。
該研究回顧和總結了藍細菌中RNA加工降解調控的主要研究進展，系統(tǒng)比較了藍細菌和模式菌株中RNA代謝酶及降解體類。該論文揭示了不同細菌進化出不同的RNA代謝相關酶類，但各細菌中RNA降解的總體過程類似；藍細菌中存在的RNA酶的種類和數量與已知的模式菌株中的存在顯著差異；藍細菌的RNA酶與模式菌株中同源蛋白的生化性質大多類似，但它們在細胞中的重要性不同；藍細菌與E. coli的RNA降解體均以RNase E為核心，但組裝方式和組分明顯不同。
當前，藍細菌RNA代謝研究領域仍有許多重要的科學問題有待回答，例如，RNA降解過程所需關鍵的酶（如RNA焦磷酸水解酶、寡核苷酸酶）由哪些基因編碼、各種RNA酶在細胞中的生理功能是怎樣的、各種酶在RNA代謝過程中如何協作。RNA降解是細胞基因表達的關鍵調控環(huán)節(jié)之一，對藍細菌RNA代謝的深入研究必將推動相關的基礎和應用研究。此外，藍細菌是主要的細菌類群之一，對藍細菌RNA代謝的深入研究有助于揭示細菌中RNA代謝機制的普遍機制和多樣性。
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