观察RNA的新方法可以帮助抵抗病原体

作者：张馨予

转移RNA分子(中心)对于将DNA中的遗传信息转化为蛋白质至关重要。新研究给出了对tRNA的化学修饰(以红色显示)的详细视图，该修饰对引起疾病的生物很重要。信用：木村聪

在遗传学中，DNA一直是展览的明星，但是科学家现在发现了鲜为人知的参与者的关键作用：转移RNA。

观察RNA的新方法可以帮助抵抗病原体

霍华德·休斯医学研究所(HHMI)研究人员Matthew Waldor及其同事于2020年6月8日在《自然化学生物学》杂志上发表了一篇新文章，揭示了可能对细胞生理产生深远影响的转移RNA或tRNA的结构细节。他的团队确定了化学物质在引起霍乱的霍乱弧菌中了tRNA的修饰。他说，这项工作可以帮助科学家为多种传染病创造新的疗法。

布莱根妇女医院的微生物学家沃尔多说：“我认为新药的开发具有深远的意义。” 例如，这类药物可能会阻断对致病细菌生长至关重要的tRNA修饰。而且，这些治疗方法将针对特定物种-仅针对病原体，而不会伤害人类宿主。

Waldor认为生物化学家木村聪(Satoshi Kimura)是他实验室的博士后研究员，他认识到表征病原体中tRNA的潜力。“中本聪在tRNA生物化学领域有着不可思议的强大背景，他意识到，哇，我们甚至不知道霍乱弧菌中tRNA的化学成分是什么。” 实际上，仅在少数细菌中就已经充分表征了tRNA的细节-现在，霍乱弧菌是该列表中的第一个病原体。

该小组的工作反映了遗传学的一个广泛趋势，其中RNA的许多作用正变得更加明确。在学校里，学生学习所谓的遗传学核心教义：DNA带有由蓝图构成的遗传蓝图，蓝图由缩写为A，T，G和C的分子组成。DNA被复制或转录成信使RNA(使用U代替T)。RNA被翻译成组成蛋白质的氨基酸。通常，学生很少了解负责该翻译的分子tRNA。

沃尔多说：“但是，tRNA比DNA或mRNA复杂得多。” “它不仅具有A，G，C和U，还具有其他构造块。它具有怪异的名称。” (例如，queuosine和lysidine。)近年来，科学家开始了解tRNA的重要性和灵活性。

木村说：“转移RNA是翻译中必不可少的分子。” 它们带有氨基酸结构单元，并将它们一个接一个地转移到不断增长的蛋白质链上。所有生物都有携带特定氨基酸的tRNA分子。这些tRNA修饰有影响其功能的化学添加物或修饰。

一些修饰对于细菌生长是必不可少的。进行这些修饰的突变会杀死该生物。知道了这一点，木村和沃尔多尔决定寻找可能被用于对抗霍乱弧菌的tRNA修饰。他们与麻省理工学院的生物工程师Pete Dedon合作，他的研究采用化学方法来了解疾病中的核酸生物学。

为了快速分析tRNA修饰，研究团队结合了两种已经使用的方法：RNA质谱和tRNA测序。结合的方法不仅揭示了霍乱弧菌中一种新型的tRNA 修饰(称为aaccp3U)，而且还揭示了一个全新的生化过程，其中将胞苷(“ C”)更改为假尿苷，这是U的变体。确定是否可以利用这些修饰作为新霍乱治疗的靶标。

这些发现表明，“在这一点上，我们对化学修饰的了解非常简单，”沃尔多说。“我们真的才刚刚开始了解tRNA修饰的化学性质及其生理重要性。”