一种以前未被认识到的RNA调节细胞过程的方式被揭开
“虽然在细胞中许多不同的环境中都观察到了相分离，但科学界一直在争论哪些细胞活动需要这个过程。”
图像显示了带有红色的“NORAD-Pumilio体”的细胞
一种名为NORAD的RNA驱动一种名为Pumilio的蛋白质在细胞中形成液滴，就像水中的油一样，这一现象似乎严格控制了Pumilio的活动。由UT西南大学的科学家领导的一项新研究表明，这种RNA驱动的“相位分离”反过来可以防止基因组不稳定、过早老化和神经退行性疾病，并且可能代表了一种以前未被认识到的RNA调节细胞过程的方式。
“越来越清楚的是，相分离是细胞中一个重要的组织原理，”UTSW研究员Joshua Mendell博士说。
这项研究在线发表在Nature杂志上。
这一研究小组之前已经发现相分离参与了许多细胞途径。Mendell说，“我们的工作建立在他们的发现的基础上，揭示了相分离如何使一些RNA能够调节与其相互作用的蛋白质的活动。”
Mendell和Mahmoud Elguindy通过研究一种被称为“DNA损伤激活的非编码RNA”(NORAD)的RNA时发现了相分离的作用。虽然NORAD并不直接负责生成蛋白质，但它结合并抑制了Pumilio，后者时一种抑制细胞分裂中蛋白质编码的数百种信使RNA的表达的蛋白质。
Mendell实验室之前的工作表明，基因工程缺失NORAD的人类细胞和实验室动物中有很多的活跃的Pumilio，这阻止它们在细胞分裂期间保持一致的染色体数量，并导致过早衰老。另一方面，太少的Pumilio的突变与人类的神经退行性疾病也有关。
但是，一个基本的问题仍然存在：NORAD如何控制Pumilio预防疾病的。因为NORAD只是由Pumilio结合的细胞中数百种RNA中的一种，尚不清楚NORAD如何能够战胜这些其他RNA来控制活跃的Pumilio的水平。
为了回答这个问题，Mendell和Elguindy利用显微镜在细胞中定位NORAD-Pumilio复合体。他们发现，这些复合物散布在细胞内部，形成自己的油滴状结构，与细胞质分离，他们称之为“NORAD-Pumilio体”。
进一步的研究表明，大约一半的细胞中的Pumilio被隔离在NORAD-Pumilio体内，而相分离对于在这些结构中集中Pumilio是至关重要的。不仅Pumilio结合到每个NORAD分子上的许多位点，而且Pumilio分子之间的相互作用也在液滴的形成中起着中心作用。这种RNA和蛋白质分子之间的吸引力结合提供了一种强大的驱动力，将Pumilio蛋白质从周围的细胞环境中分离出来，Elguindy说，阻止它们与其他RNA相互作用。
当研究人员使用技术来破坏这种相分离时，NORAD不再能够隔离足够的Pumilio，导致染色体异常。
Elguindy说:“虽然在细胞中许多不同的环境中都观察到了相分离，但科学界一直在争论哪些细胞活动需要这个过程。”“我们的研究表明，在这种情况下，当你干扰相分离，就会产生实质的后果。”
Mendell补充说，更好地了解NORAD-Pumilio系统可能会带来对抗衰老相关症状和治疗神经退行性疾病的新方法。此外，寻找更多的其他RNA分子相分离的例子，可以阐明细胞如何调节其他关键过程的。
