分享一篇发表在Cell上的文章“Small RNAs are modified with N-glycans and displayed on the surface of living cells”，本文通讯作者是斯坦福大学知名化学生物学家Carolyn Bertozzi教授和哈佛大学干细胞与再生生物学系的Flynn教授，Bertozzi教授的主要研究方向是细胞表面聚糖及其在人类健康和疾病中的作用，Flynn团队主要研究内容是RNA结构及其在生命中功能的挖掘。这篇文章里报道了新的重要发现：RNA可以被糖基化形成糖核酸，并分布在活细胞的表面。
聚糖分子参与无数细胞功能的调节，尤其是发生在细胞表面的生理事件。聚糖可以修饰脂质和蛋白质，形成糖脂和糖蛋白，调节分子间和分子内的相互作用。而RNA代表了另一种生物高聚物，它是所有已知生命的“中心”。虽然RNA的构建模块通常仅限于四个碱基，但转录后修饰(PTMs)可以显著扩大RNA的化学多样性。在过去，除了少数基于单糖的tRNA修饰，迄今为止没有证据表明RNA和聚糖在自然界中有直接联系。人们通常也不会认为RNA是糖基化的主要目标，因为大多数RNA分子存在于细胞核和细胞质中；而聚糖则来自与细胞膜结合的亚细胞结构，且糖蛋白和糖脂都位于细胞表面。但在本文中，他们突破了过去的常规认知，发现了新型生物分子——糖RNA（glycoRNA）。
在试图寻找糖RNA的过程中，作者使用经典的叠氮化代谢糖标记试剂
Ac4ManNAz作为糖的生化报告物。将其添加到细胞、组织或活体生物的代谢中进行标记后，提纯出RNA组分，无铜click反应用于可视化。实验从人类细胞推广到了不同生物体，在小鼠、仓鼠、斑马鱼等不同生物体内都发现了glycoRNA。这意味着glycoRNA的存在在生命中具有普遍性。为了鉴定glycoRNA转录本，作者利用蔗糖梯度从Ac4ManNAz标记的H9和HeLa细胞中分离出小的RNA组分。分析发现小的、非聚腺苷化的、保守的转录本组成了细胞glycoRNA的主要成分。
作者还评估了glycoRNA的亚细胞定位。唾液酸化聚糖出现在许多亚细胞室，包括细胞质、细胞核和分泌途径。而RNA的定位主要集中在细胞质中，细胞核中有少量片段。因此为了确定glycoRNA在细胞内的分布位置，作者使用了两种生化策略:一种是将细胞核与膜性细胞器和细胞质分离，另一种是将可溶性胞质隔室与膜性细胞器分离。作者还结合了过氧化物酶催化临近标记技术：相对于生物素酚，生物素苯胺对RNA的反应性显著提高。作者采用了非遗传策略，利用凝集素作为细胞表面亲和工具来结合活细胞，然后招募过氧化物酶并将生物素-苯胺沉积在结合聚糖附近的RNA上，证实了glycoRNA位于活细胞的外表面。
在文章中，作者尚未深入研究glycoRNA的具体功能，但有一些迹象表明，某些被糖基化修饰的RNA分子可能与免疫信号的传递有关。总得来说，作者报道了一种过去未被发现的活细胞表面大量存在的分子——糖基化RNA，很可能揭示了过去完全未知的生物途径。
文章作者：FTY
责任编辑：LDY
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867421005031?via%3Dihub
文章引用：DOI: 10.1016/j.cell.2021.04.023
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