在细胞外貌生物学的一项开创性探索中,Ryan Flynn展现了RNA在细胞外施展的意想不到的作用。Ryan Flynn的研究聚焦于细胞外貌RNA的生物学,并发明某些RNA与糖基化合物——即保存于细胞外貌的重大碳水化合物聚合物——保存化学毗连。
2021年,波士顿儿童医院干细胞与再生生物学助理教授、该研究的首席研究员Ryan Flynn的团队首次报告了RNA可以保存于细胞外。他说:“这一发明特殊令人兴奋,由于古板上以为RNA等核酸只能保存于细胞内部,并且与糖生物学是相互隔离的。”这个发明挑战了恒久以来以为核酸仅限于细胞内情形的看法,展现了细胞外貌生物学中一个此前未被熟悉到的重大条理。
揭晓在《细胞》杂志上的这项新研究中,Ryan Flynn和他的团队展现了RNA与N-糖基化合物化学毗连的机制。在此研究之前,人们只知道卵白质和脂质可以与糖基化合物连系。现在,Ryan Flynn的团队将RNA也纳入了这一列表,这一发明对明确细胞生物学具有主要意义。他说:“sunbet研究发明,现实上保存三类糖缀合物:卵白质、脂质和RNA。”这一发明不但拓宽了已知糖缀合物的规模,也为研究这些糖-RNA分子的功效开发了新的途径。
证实糖-RNA分子保存的挑战
图片链接:https://www.eurekalert.org/multimedia/1038740
图片信息:细胞转移RNA(tRNA)在细胞核中合成,可以在那里或在胞质溶胶中举行修饰以爆发“acp3U”残基。随后通过一种未知的酶转化为甲酰胺官能团,然后允许易位到内质网 (ER) 腔。一旦进入内质网腔,acp3U 的甲酰胺形式就会使 N-糖基化。在N-聚糖修整和分支延伸的陪同下,通过渗透途径进一步运输,将在细胞外貌发天生熟的sialoglycoRNA。
只管Ryan Flynn在2021年的发明引发了普遍的关注,但也面临着一个重大挑战:怎样证实这些糖-RNA分子确实是自力保存的。只管研究团队提供了与糖-RNA分子保存相符的数据,但缺乏直接证据批注RNA与糖基之间保存化学毗连。因此,科学界中有一些合理的嫌疑,有人质疑这些发明是否可能是由于污染或其他实验伪影所致。
解决这一悬而未决的问题成为研究的主要使命——Ryan Flynn的研究团队花了近四年时间致力于此,开发新手艺以确立确凿的证据。他诠释道:“在已往四年的研究中,我们主要做了两件事:一是在手艺层面,我们连系了一种化学要领,可以从任何RNA泉源标记原生糖-RNA分子;二是我们将其与一种新型的、很是敏感的质谱手艺连系,能够剖析RNA的修饰。”这些手艺前进使团队能够识别出多种毗连体——即RNA碱基与糖之间的直接毗连——从而在新的《细胞》论文中首次提供了糖-RNA分子简直凿证据。
对细胞生物学和免疫学的影响
这项研究的意义远超新分子的简朴判断。Ryan Flynn的团队发明,糖-RNA分子可能在免疫系统的相互作用中施展作用。他说:“在2021年的论文中,我们发明糖-RNA分子可以与免疫受体相互作用。”这批注,糖-RNA分子可能是免疫系统识别和响应细胞的要害组成部分,可能会影响从病原体检测到自身免疫反应的各个方面。
糖-RNA分子保存于细胞外貌,这一事实也可能对细胞间的通讯和信号转达爆发更普遍的影响。正如Ryan Flynn所述,“若是你试图明确人体为什么会免疫系统杂乱,而不思量细胞外貌的RNA,你必定会遗漏一些要害信息。”
Ryan Flynn的研究重新界说了糖生物学领域。在此研究之前,糖-RNA分子的看法曾遭到质疑。现在,正如Ryan Flynn所强调的,最新版本的《糖生物学要义》参考书中已经将糖-RNA分子列为糖生物学的“重大”问题之一。
这一焦点的转变反应了人们对糖-RNA分子作为主要研究领域的日益认可。Ryan Flynn强调:“sunbet目的是引发更多人对糖-RNA生物学和细胞外貌RNA生物学的兴趣。”他还体现:“这篇论文不但扩展了我们对RNA生物学的明确,也为研究细胞外貌相互作用和免疫系统功效开发了新的可能性。”
随着科学界最先探索这一新领域,Ryan Flynn的研究效果可能会推动新的发明,并可能指导出新的病理研究战略。Ryan Flynn说道:“我们以为,这项研究将改变人们对糖-RNA分子有用性的看法,由于这将是许多化学家和糖生物学家一直在期待的直接证据。”
杂志:Cell
DOI:10.1039/D1CB00010A