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▎藥明康德內(nèi)容團(tuán)隊(duì)編輯 5月17日,，頂尖學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》上線了一篇研究論文，科學(xué)家們?cè)谶@篇文章里向我們描述了一項(xiàng)令人驚訝的發(fā)現(xiàn)：各種細(xì)胞的表面,，分布著一類過去無人知曉的新型生物分子——糖RNA（glycoRNA）,。領(lǐng)銜這項(xiàng)研究的是斯坦福大學(xué)知名化學(xué)生物學(xué)家Carolyn Bertozzi教授。她指出：“這項(xiàng)驚人發(fā)現(xiàn)表明,，細(xì)胞中存在著我們完全未知的生物分子途徑,，這無疑是顆重磅炸彈。”
糖RNA指的是糖基化的RNA分子,，以一小段核糖核酸（RNA）為支架,，上面連著聚糖（glycan）。長期以來的認(rèn)知中,，糖基化修飾會(huì)發(fā)生在各種脂質(zhì)和蛋白質(zhì)分子上,，形成糖脂和糖蛋白。動(dòng)物,、植物和微生物細(xì)胞中廣泛存在糖脂和糖蛋白,，為生命中各種必不可少的過程做出了貢獻(xiàn)。舉個(gè)最常見的例子,，我們的血型就由包裹在紅細(xì)胞表面的糖脂決定,。然而很少有人想到，RNA分子也是糖基化的主要對(duì)象之一,。這是因?yàn)?，大多?shù)類型的RNA分子存在于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中；而聚糖則不同,，來自與細(xì)胞膜結(jié)合的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu),，糖蛋白和糖脂都位于細(xì)胞表面。用Bertozzi教授的話說：“如果你相信教科書,，RNA和聚糖活在兩個(gè)不同的世界中,。”這項(xiàng)新研究則顛覆了教科書上的既有認(rèn)識(shí),。
▲本研究的通訊作者之一是糖基化修飾領(lǐng)域的專家Carolyn R. Bertozzi教授（圖片來源：斯坦福大學(xué)官網(wǎng)）在糖基化修飾的領(lǐng)域,，Bertozzi教授是當(dāng)之無愧的專家。她開發(fā)了很多工具來闡明糖結(jié)構(gòu)在細(xì)胞中的重要作用,，年僅33歲時(shí)就因此斬獲“麥克阿瑟天才獎(jiǎng)”,。在尋找糖RNA的過程中，Bertozzi教授開發(fā)的“生物正交化學(xué)”（bioorthogonal chemistry）技術(shù)大顯身手,。這種技術(shù)可用于在活細(xì)胞活組織上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),，同時(shí)不會(huì)干擾細(xì)胞天然的生物化學(xué)過程。簡(jiǎn)單來說,，一種常用方法是將不顯眼的化學(xué)報(bào)告分子連到生物分子上,，當(dāng)這些生物分子進(jìn)行特定反應(yīng)時(shí)則會(huì)發(fā)光。研究人員用化學(xué)方法給許多不同的聚糖配備了發(fā)光基團(tuán),，用來觀察糖結(jié)合了什么生物分子,，以及與糖結(jié)合的生物分子在細(xì)胞上或細(xì)胞內(nèi)的定位。經(jīng)過反復(fù)嘗試和探索,，研究人員注意到一種帶標(biāo)記的聚糖分子不斷出現(xiàn),。最終他們發(fā)現(xiàn),，在細(xì)胞表面，有一類保守的非編碼RNA帶有富含唾液酸結(jié)構(gòu)的聚糖,。
▲細(xì)胞表面的三種糖基化修飾分子：糖蛋白,，糖脂和新發(fā)現(xiàn)的糖RNA，它們幫助細(xì)胞相互交流（圖片來源：參考資料 [1],；Credit：Ryan Flynn）在人類細(xì)胞中找到了糖RNA的存在后，研究人員又繼續(xù)在其他細(xì)胞中進(jìn)行了搜索,。結(jié)果,，從人類到小鼠、倉鼠,、斑馬魚的不同生物體,，所測(cè)試的細(xì)胞類型中都發(fā)現(xiàn)了糖RNA。也就是說,，糖RNA的存在十分普遍,，暗示著它們可能具有某些重要的基本功能?！?strong>糖RNA可能有古老的起源,，也許在地球生命的誕生中發(fā)揮了某種作用?！盉ertozzi教授解釋說,。至于這些新發(fā)現(xiàn)的糖RNA有什么功能，將會(huì)是后續(xù)研究中值得探索的問題,。有一些跡象表明,，某些被糖基化修飾的RNA分子可能與免疫信號(hào)的傳遞有關(guān)，或許可以為理解自身免疫疾病打開新的大門,。2019年,，當(dāng)Bertozzi教授的研究團(tuán)隊(duì)將初步發(fā)現(xiàn)發(fā)布到預(yù)印本服務(wù)器上，糖基化修飾RNA分子的可能性就曾引爆大量關(guān)注,?！犊茖W(xué)》期刊評(píng)論說，“這個(gè)發(fā)現(xiàn)可能改變生物化學(xué)的面貌,，如果它能被確認(rèn)的話……”而現(xiàn)在,，這篇論文的正式發(fā)表，意味著這一驚人的發(fā)現(xiàn)得到了確認(rèn),。[1] Ryan Flynn et al., (2021) Small RNAs are modified with N-glycans and displayed on the surface of living cells. Cell. Doi: https:///10.1016/j.cell.2021.04.023[2] Stanford researchers make 'bombshell’ discovery of an entirely new kind of biomolecule. Retrieved May 18, 2021 from https://news./press/view/39564
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