Nature:科學家開發出一種新型核酶 或有望幫助研究RNA甲基化、結構...

2020年11月3日 訊 /生物谷BIOON/ --酶類能夠催化自身無法發生的生化反應，在自然界中，大部分的蛋白質都能發揮酶類的作用，然而其它分子或許也能夠發揮酶類反應，比如核糖核酸分子（RNAs分子），這些分子被稱之為核酶；近日，一篇發表在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自維爾茨堡大學等機構的科學家們通過研究開發出了一種新型的核酶，其能在目標RNA的特定位置上粘附一種非常特殊的小型化學變化，準確來說，核酶能將一個甲基基團轉移到靶向RNA的一個確切的氮原子上，這或許就能使得這種新型核酶成為世界上第一個已知的甲基轉移核酶，研究人員將其命名為MTR1。

圖片來源：Claudia Hoebartner/University of Wuerzburg

這項研究中，研究人員描述了這種新型核酶的細節信息，在靶向RNA中，其能夠產生甲基化的核苷-1-甲基腺苷（m1A），甲基基團能從游離的甲基化鳥嘌呤核酸鹼基（O6-甲基鳥嘌呤，m6G)）中轉移到核酶的結合袋中。這種新型核酶的發現闡釋了其進化過程中非常有趣的一面。根據「RNA世界假說」所描述，RNA是最早儲存信息以及具有酶類活性的分子之一，研究人員所開發的核酶或許會在進化過程中產生甲基化的RNAs，這反過來或許就會引發RNA分子較大結構和功能多樣化的出現。

在自然界中，甲基基團專門是通過特殊的蛋白酶類安裝到RNA分子上的，這些蛋白質能使用含有RNA樣組分的輔因子，研究者Claudia H？bartner說道，我們有理由認為，這些輔因子可能是早期酶類活性RNAs分子進化的遺留物，而本文研究發現或許也模擬了一種可能早已經在自然界中消失的核酶。在實驗室中，研究人員能通過一種稱之為體外進化的方法來找到新的或自然滅絕的核酶，其能從許多合成性RNA的不同序列開始，這就類似於大海撈針一樣。

研究者表示，這種名為MTR1的新型核酶不僅能將單一的甲基基團安裝到合成性的RNA結構上，還能夠安裝到細胞中天然的RNA鏈上；而這一消息或許會引起很多細胞生物學家的關注，原因是RNA的甲基化被認為是生化反應的開啟或關閉開關，其在RNA結構的功能發揮上扮演著關鍵角色，同時還能控制細胞中的許多生命過程。

這種新開發的核酶MTR1被認為未來有望在多個研究領域作為一種有用的工具，比如，其能幫助更好地理解RNA的甲基化、結構和功能之間的相互作用等，而且很多研究項目也將會以本文研究結果作為基礎，下一步研究人員打算揭開這些新核酶的結構以及RNA催化的甲基化過程的詳細化學機制，隨著新方法的建立，研究人呢元也將會開發出擁有多樣化反應的核酶。最後研究者表示，這些核酶或許還能有效控制沃森-克裡克鹼基配對，並安裝螢光標記用來進行RNA成像。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Scheitl, C.P.M., Ghaem Maghami, M., Lenz, A. et al. Site-specific RNA methylation by a methyltransferase ribozyme. Nature (2020). doi：10.1038/s41586-020-2854-z