当细胞暴露在阳光下时，往往我们首先想到的是DNA受到的伤害。然而，细胞中的RNA同样容易受到紫外线的损伤，而这一点往往被人们忽视。UV损伤的RNA会导致RNA蛋白和RNA-RNA交联，从而扰乱RNA的处理和蛋白质的合成，可能对健康产生有害影响。
幸运的是，马克斯·普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所的科学家们发现，UV损伤的RNA可以被应激颗粒所隔离。这些颗粒由一个名为DHX9的双链RNA解旋酶形成，并且会连同受损的RNA一起传递给子细胞。通常情况下，DHX9会留在细胞核内，除非细胞暴露在紫外辐射下，这也解释了为什么DHX9应激颗粒在母细胞中没有被观察到的原因。
据《Cell》杂志报道，科学家们开发了一种名为荧光活化非膜凝聚物分离（FANCI）的实验方法。该方法利用流式细胞术对固定和超声破碎的细胞裂解液进行排序，以纯化应激颗粒（SGs）。
《Cell》文章的高级作者，马克斯·普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所的研究组长和主任Asifa Akhtar博士回忆说，当她的团队发现DHX9可以在细胞核外形成液滴时感到惊讶。她说这就像是“在沙漠中发现了一个巨大的雪球”。
DHX9颗粒形成在细胞外核并不是科学家们唯一的惊喜。最初，科学家们怀疑DHX9颗粒是一种对抗DNA损伤的防御机制。“与这一假设相反，我们发现DHX9颗粒并不是由各种形式的DNA损伤刺激引发的，”该研究的第一作者、普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所的研究人员周轶龙博士说。“这促使我们深入研究真正的触发因素。”
利用他们的FANCI技术，研究人员发现DHX9应激颗粒充斥着受损的RNA。“人们经常低估紫外光对RNA的损伤效应，因为其对DNA的影响更为突出，”Akhtar指出。“现在，我们发现了一个优雅的机制，即细胞如何利用DHX9颗粒将有害的紫外损伤RNA隔离和中和。”
“DHX9颗粒促进细胞存活，并诱导双链RNA相关的免疫应答和翻译抑制，使其与经典的SGs有所区别，后者是在翻译终止之后组装的，”《Cell》文章的作者们指出。“DHX9调节DHX9颗粒中的双链RNA丰度并促进细胞的存活。”
当细胞检测到紫外暴露引起的RNA损伤时，它们会迅速将受损分子困在DHX9颗粒中，从而防止它们造成进一步的伤害。这种保护机制有效地限制了损伤，确保它不会在细胞内无法控制地蔓延，引发更多混乱。
“更令我们着迷的是，带有DHX9颗粒的细胞总是成对出现，”周轶龙说道。“这表明颗粒并不是在原始的受损母细胞中形成的，而是在新生的子细胞中后来才形成的。”
这一假设经过了活细胞视频成像的确认。“你可以清楚地看到DHX9通常驻留在细胞核中，”周轶龙指出。“但在细胞分裂后不久，当两个子细胞形成时，它会在细胞质中聚集成液滴。”
有趣的是，阻止子细胞中DHX9颗粒的形成会导致严重的细胞死亡，这突显了子细胞发现并将其祖先的受损RNA存放在DHX9颗粒中的能力。“这个过程就像是清除画布，让新一代的细胞在开始自己的旅程时不再携带前一代的负担，”Akhtar观察到。
（这张HeLa细胞的免疫荧光显微照片显示，紫外线诱导RNA损伤后，蛋白质DHX9(绿色)和G3BP1(红色)在细胞质中形成应激颗粒。DHX9也存在于细胞核中(细胞核显示为蓝色)。[免疫生物学和表观遗传学MPI，Akhtar]）
了解我们的子细胞如何抵御紫外诱导的母源RNA损伤不仅加深了我们对细胞周期的理解，还为医学研究开辟了新的可能性。例如，晒伤、神经退行性疾病和癌症等疾病与RNA平衡紊乱和细胞周期异常密切相关。
Akhtar博士总结道：“更好地理解新生成的细胞如何选择性地识别和降解受损的RNA，可能会为RNA管理不善或应激反应失调的疾病开发新的治疗靶点。”
这一发现不仅深化了我们对细胞生命周期的理解，还为未来的医学研究提供了新的方向。通过理解细胞如何应对外部环境的压力和损伤，我们可以更好地预防和治疗与RNA相关的疾病。
在这个充满新奇和突破的发现背后，是科学家们的不懈努力和持续探索。他们利用先进的技术和创新的方法，揭示了细胞内部复杂而精密的机制，为人类健康的未来打下了坚实的基础。
参考文献：https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0092867424002319
编辑：王洪
排版：李丽
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