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（科技處供稿）日前，我校藥學(xué)院金漢永副教授在揭示轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）片段的生物發(fā)生機(jī)制及細(xì)胞如何利用tRNA片段應(yīng)對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（ER stress）方面取得了重要突破，并以第一作者身份在《自然-通訊》（Nature Communications）發(fā)表最新研究成果。該研究深入探討了IRE1α酶在細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激條件下生成特定tRNA片段的過(guò)程及其在癌細(xì)胞增殖和適應(yīng)性中的關(guān)鍵作用，為癌癥生物學(xué)和細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)的研究提供了新的見(jiàn)解。

近年來(lái)，tRNA衍生片段（tRFs or tsRNA）作為新型非編碼RNA類型逐漸受到關(guān)注，其在癌癥、代謝紊亂和表觀遺傳傳遞等領(lǐng)域的潛在調(diào)控功能使其成為研究熱點(diǎn)。盡管tRNA片段在疾病調(diào)控中發(fā)揮重要作用，但其生物發(fā)生機(jī)制尚不明確。針對(duì)這一問(wèn)題，金漢永帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)研究IRE1α酶，該酶作為細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)控因子，在應(yīng)激條件下能夠選擇性切割具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的靶基因RNA，并被證明能夠調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)折疊反應(yīng)（UPR）。由于tRNA具有莖環(huán)的三葉草結(jié)構(gòu)，且某些特定tRNA（如GlyGCC和CysGCA）包含IRE1α酶切割的共識(shí)序列，研究團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)假設(shè)：IRE1α是否能夠通過(guò)切割特定tRNA生成功能性tRNA片段，并在應(yīng)激條件下影響細(xì)胞生長(zhǎng)和適應(yīng)性。

研究結(jié)果表明，在不同生物中，IRE1α同源物在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激條件下選擇性地在同一位點(diǎn)裂解tRNAGly(GCC）的反密碼子環(huán)，生成具有生物學(xué)功能的5′-tRH-GlyGCC片段。該片段通過(guò)與核糖核蛋白HNRNPM和HNRNPH2結(jié)合，在細(xì)胞核內(nèi)調(diào)控靶基因mRNA的選擇性剪接（alternative splicing），從而促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖。這一機(jī)制展示了tRNA片段在細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)中的保守功能，表明它們不僅是應(yīng)激的反應(yīng)標(biāo)記物，還在細(xì)胞適應(yīng)和癌癥生長(zhǎng)中發(fā)揮著重要作用。

該研究成果是我校自建校以來(lái)首次以第一單位發(fā)表的《自然》子刊文章。該研究由我校與韓國(guó)中央大學(xué)、NES Biotechnology公司以及韓國(guó)大邱加圖立大學(xué)合作完成。研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金地區(qū)基金項(xiàng)目、我校“圖們江學(xué)者支持計(jì)劃”等項(xiàng)目的支持。

《自然—通訊》（Nature Communications）是自然出版集團(tuán)于2010年創(chuàng)刊的《自然》系列子刊，涵蓋多種學(xué)科，旨在發(fā)布嚴(yán)謹(jǐn)且具有綜合性的重大研究進(jìn)展。該期刊2024年的影響因子為14.7，是中國(guó)科學(xué)院一區(qū)的頂級(jí)期刊。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-53624-4

一審：何鑫 二審：杜有 三審：陳艷玲

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激下IRE1α選擇性生成5′-tRH-GlyGCC

及其介導(dǎo)腫瘤發(fā)展的詳細(xì)調(diào)控機(jī)制