新發現！古菌C/D RNA識別底物的新規則

2023年11月30日，中國科學院生物物理研究所葉克窮課題組在《Science China Life Sciences》在線發表了題為"Complicated target recognition by archaeal box C/D guide RNAs"的論文，揭示了古菌中2'-O-甲基化修飾全局圖譜以及C/D RNA識別底物的新模式。

2'-O-甲基化修飾是RNA中頻率最高的修飾之一，能影響RNA的結構、功能和穩定性等方面。C/D RNA在古菌和真核生物中廣泛存在，指導底物RNA特定位點的2'-O-甲基化修飾。經典的C/D RNA通過堿基配對結合互補的底物，并挑選距離D/D'序列上游第5個堿基位點進行修飾，這個被稱為D+5規則。雖然古菌中C/D RNA的體外生化功能和結構已經有詳細研究，但它們在體內的靶標和識別機制仍未有系統研究。

該研究系統測量了Sulfolobus islandicus古菌中rRNA、tRNA和高豐度sRNA上的2'-O-甲基化修飾，并鑒定了C/D RNA表達譜。研究人員對指導修飾的C/D RNA進行了歸屬，對非經典的靶向規則進行了體外生化活性和遺傳突變實驗的驗證。研究發現C/D RNA廣泛利用兩條反義序列識別rRNA上相鄰的位點，以該方式指導rRNA上79%的修飾。雙重靶向的位點通常包含一個弱結合位點。生化實驗證實雙重靶向可以加強對弱結合位點的修飾。研究還發現古菌具有雙重特異性的向導序列，它可以同時指導兩個相連位點的修飾。雙重特異性向導也在真核生物中存在，但是只會屬于D'向導，而古菌中可以屬于D或D'向導。另外該研究**發現C/D RNA可以靶向單個非常規位點的修飾，包括D/D'序列上游第4、6和7個位點。總之，該研究揭示了古菌中2'-O-甲基化修飾全局圖譜以及C/D RNA識別底物的新模式。

該工作在中國科學院生物物理研究所完成。王佳音博士和吳松燐博士為論文的共同**作者，葉克窮研究員為論文的通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、中國科學院戰略性先導科技專項和科技部重點研發計劃等項目的資助。

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