研究表明 直到现在被认为是非编码的环状RNA可以编码蛋白质

以色列和德国的一组科学家，由耶路撒冷希伯来大学的Sebastian Kadener教授领导，发现了一种用于环状RNA的蛋白质编码功能。这种RNA分子在脑细胞中具有高活性，可在神经退行性疾病中发挥重要作用。几年前，科学家们发现了一种新型的RNA分子。与所有其他已知的RNA不同，该分子形成闭环，因此被标记为环状RNA(circRNA)。虽然circRNA分子很丰富 - 特别是在我们衰老时它们积累的大脑中 - 对它们的功能知之甚少。与由基因产生并具有制造蛋白质的信息的信使RNA(mRNA)相比，先前认为circRNA在细胞中执行其他任务。

现在，在着名期刊Molecular Cell，Sebastian Kadener教授及耶路撒冷希伯来大学的同事们与MaxDelbrück分子医学中心柏林医学系统生物学研究所(BIMSB)的研究人员合作发表的一篇文章中。柏林的亥姆霍兹联合会(MDC)已经证明了circRNA可以编码蛋白质。

这一发现揭示了一种以前未被认为会产生蛋白质的分子中未开发的基因活性层。它还揭示了尚未表征的新蛋白质世界的存在。

为了确定circRNA是否被翻译，研究人员使用果蝇(果蝇)并开发或改编了分子生物学，计算生物化学和神经生物学的各种技术。他们发现特定的circRNA分子与核糖体结合，核糖体是制造蛋白质的机器，它们能够找到由这些分子产生的蛋白质。

他们还发现翻译的circRNA与细胞中的特定位置相关，特别是突触，即电脉冲从一个神经细胞传递到另一个神经或肌细胞的交界处。实际上，由这些circRNA产生的蛋白质存在于突触中并且响应于特定信号被翻译，例如当果蝇在12小时内无法获得食物时。这表明神经元之间的通信可能涉及未知和未表征的机制。此外，诱导circRNA 翻译的饥饿和其他途径也参与衰老，表明circRNA翻译与衰老之间存在强烈联系，并且这些分子可能在神经退行性疾病中起作用。

由于circRNA非常稳定，它们可能会在离细胞体更远的隔室中长时间储存​​，就像神经元细胞的轴突一样。在那里，RNA分子可以作为在给定时间产生的蛋白质的储库。

来自希伯来大学亚历山大西尔伯曼生命科学研究所生物化学系的Kadener教授表示，“通过鉴定circRNA的功能，这项研究有助于促进我们对分子生物学的理解，并有助于理解衰老或神经退行性疾病“。

BIMSB /MaxDelbrück分子医学中心的Nikolaus Rajewsky教授补充说：“我们认为circRNA的翻译非常有趣，必须进一步研究其流行程度和重要性。”

来自特拉维夫大学Sackler医学院人类分子遗传学和生物化学系的Gil Ast教授表示：“Kadener和合作者的这项研究证明了一些circRNA被翻译出来。他们表明，circRNA主要在大脑中转化，可能在突触中转化。这是一个非常重要，有希望和及时的发现，它提供了这些丰富但未表征的RNA功能的重要暗示。这些发现也非常重要，因为它们可能circRNA参与脑相关疾病。“

Kadener教授表示要翻译的circRNA是circMbl，它是由肌肉基因产生的。重要的是，已知肌肉盲的功能缺陷会引起严重的退行性疾病，称为肌强直性营养不良。以进行性肌肉萎缩和虚弱为特征，这是最常见的肌营养不良症，始于成年期。综合考虑，肌肉盲在调节circRNA中的作用，结合这些分子在大脑中的丰度和翻译，表明circRNA可能参与肌强直性营养不良的发展。

现在，研究人员希望探讨circRNA翻译对于正常脑功能的重要性以及circRNA是否与衰老和年龄相关的疾病有关。他们还想分析circRNA的翻译机制。这可能会更普遍地告诉我们翻译作为细胞中的中心过程。