子細胞保護自己免受來自母細胞的紫外線損傷RNA的傷害

母親和女兒之間有著強烈的聯(lián)系，但你知道這種親密關系的聯(lián)系一直延伸到細胞水平嗎？在細胞分裂的過程中，新的子細胞從母細胞中繼承遺傳物質和其他分子的混合物。這種遺傳既包括有益的成分，可以幫助它們在生命中有一個強健的開端，也包括潛在的有害突變或受損分子，對新生的子細胞構成重大挑戰(zhàn)。子細胞如何管理和減輕有害遺傳的影響仍然是一個謎。

馬克斯普朗克免疫生物學和表觀遺傳學研究所的一項研究現(xiàn)在揭示了一種復雜的機制，通過這種機制，子細胞可以保護自己免受來自母細胞的紫外線損傷RNA的傷害。

當陽光照射到我們的皮膚時，會帶來溫暖和活力。然而，在這溫柔的擁抱之下隱藏著一個潛在的威脅：紫外線輻射，陽光中最具能量的成分。雖然我們都知道紫外線是如何破壞DNA并導致皮膚癌的，但它對另一種重要分子RNA的影響卻常常被忽視。

在測試細胞對各種壓力源的反應時，研究人員注意到一些有趣的事情：在紫外線輻射后，一種名為DHX9的蛋白質聚集在細胞質內形成液滴結構。“DHX9是一種通常存在于細胞核中的酶，具有結合RNA的能力。發(fā)現(xiàn)這種蛋白質在細胞核外形成液滴讓我們非常驚訝。這就像在沙漠中發(fā)現(xiàn)一個巨大的雪球，”免疫生物學和表觀遺傳學MPI主任Asifa Akhtar說。

揭開DHX9顆粒的神秘面紗

眾所周知，紫外線輻射會導致DNA損傷，研究人員最初懷疑這些DHX9顆粒作為一種防御這種損傷的機制。“與這一假設相反，我們發(fā)現(xiàn)DHX9顆粒不會被各種形式的DNA損傷刺激觸發(fā)。這促使我們深入研究真正的誘因，”該研究的**作者Yilong Zhou說。因此，該團隊開發(fā)了一種突破性的液滴提取方法，直接從細胞中分離這些顆粒并分析其含量。

令人驚訝的是，研究小組發(fā)現(xiàn)，作為一種特殊類型的應激顆粒，DHX9顆粒中充滿了受損的RNA。

“紫外線對RNA的破壞作用經常被低估，它對DNA的影響也掩蓋了它的作用。現(xiàn)在，我們發(fā)現(xiàn)了一種巧妙的機制，通過這種機制，細胞可以在DHX9顆粒的幫助下分離和中和有害的紫外線損傷RNA，”Asifa Akhtar解釋說。當細胞檢測到紫外線照射引起的RNA損傷時，它們迅速將受損分子捕獲到DHX9顆粒中，從而防止它們造成進一步的傷害。這種保護機制有效地限制了損害，并確保它不會在細胞內不受控制地擴散，造成進一步的混亂。

子細胞的保護機制

“更讓我們著迷的是，我們觀察到DHX9顆粒細胞總是成對出現(xiàn)，這表明它們不是在原始的被紫外線損傷的母細胞中形成的，而是后來在新生的子細胞中形成的，”Zhou說。活細胞視頻成像證實了這一假設。

“你可以從字面上看到DHX9通常存在于細胞核中，但在細胞分裂后不久，當兩個子細胞形成時，它聚集在細胞質中形成液滴”。有趣的是，在子細胞中阻止DHX9顆粒的形成會導致嚴重的細胞死亡，這突出了子細胞發(fā)現(xiàn)并將其祖細胞受損的RNA儲存到DHX9顆粒中的能力。

了解我們的子細胞如何抵御紫外線誘導的親本RNA損傷，不僅加深了我們對細胞周期的理解，而且為醫(yī)學研究開辟了新的可能性。曬傷、神經退行性疾病和癌癥等疾病與RNA平衡的破壞和細胞周期的不規(guī)則性有著復雜的聯(lián)系。

Asifa Akhtar解釋說:“更好地了解新生成的細胞如何選擇性地識別和降解受損的RNA，可能會為以RNA管理不善或應激反應失調為特征的疾病帶來新的治療靶點。”

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