网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

Vita:施一公团队发现,蛋白质可直接从头合成RNA

0
分享至


编辑丨王多鱼

排版丨水成文

RNA 合成,通常需要预先存在的核酸模板,有时还需要寡核苷酸引物。

2026 年 10 月 20 日,西湖大学生命科学学院施一公院士、占谢超副研究员作为共同通讯作者(博士后李若楠、博士生于长增为论文共同第一作者)在Vita期刊发表了题为:De novo RNA synthesis from free nucleotides by a family of conserved plant proteins 的研究论文。

该研究证明了一种来自水稻的植物蛋白——OsNTP4,能够在没有任何模板或引物的情况下,直接从游离的核苷三磷酸(NTP)合成不同长度的单链 RNA,这些 RNA 产物具有经典的 3′–5′ 磷酸二酯键连接,并展现出序列特征。此外,相关水稻蛋白OsNTP10以及拟南芥蛋白AtURT1也具有相同的从头 RNA 合成活性,这三种蛋白共同定义了一个保守的植物酶家族。这些发现揭示了一种直接的蛋白质到 RNA 的反应,可能对我们理解进化与生命起源具有启示意义。


在细胞中,RNA 合成,通常依赖于已有的核酸底物。DNA 依赖性或 RNA 依赖性聚合酶分别利用 DNA 或 RNA 模板来确定 RNA 产物的序列;而末端核苷酸转移酶则延长已有 RNA 的 3′ 端。这些反应确立了链起始、核苷酸选择和连续延伸的基本原理。近年来的研究扩展了蛋白质指导的核酸合成已知类型,包括蛋白质引物介导和蛋白质模板介导的 DNA 合成。然而,蛋白质是否能够不借助外加的核酸引物或模板,直接从游离的核苷三磷酸(NTP)组装出具有 3′–5′ 磷酸二酯键连接的 RNA 聚合物?目前尚不清楚。

如果能发现这样的反应,预计它将不同于所有已知的 RNA 合成、修饰和周转途径。有两类已知的酶催化相关但明显不同的反应,一类是末端核苷酸转移酶,它作用于预先存在的单链 RNA 末端,从而调控 RNA 的成熟、稳定性和降解。另一类是多核苷酸磷酸化酶,它通过逆向磷酸解作用合成 RNA,但利用的是核苷二磷酸和不同的反应化学机制。从 NTP 从头合成 RNA,将需要一种酶,仅利用核苷酸单体来起始并延伸具有 3′–5′ 键连接的 RNA 链。

发现这样的反应,面临至少两个挑战。首先,远缘进化关系通常在序列水平上难以识别。其次,直接证明某种蛋白质能进行从头核酸合成,可能会受到蛋白质结合核酸或微量共纯化酶的干扰。随着AlphaFold的出现,结构预测和基于结构的搜索,如今为绕过第一个挑战提供了途径,即不依赖序列相似性即可识别保守的催化架构。第二个挑战则可通过结合生化纯化、质谱、定点突变以及对从晶体中回收的蛋白质进行正交酶学检测来缓解。研究团队利用这些策略来寻找具有此前未被识别的核苷酸加工潜力的蛋白质。人类酶cGAS被用作唯一的结构查询模板,因为其核苷酸转移酶核心构成了一个明确的核苷酸结合和磷酸二酯键形成的架构。

在这项最新研究中,研究团队报道了三种具有从头 RNA 合成活性的植物蛋白质:来自水稻(Oryza sativa)的OsNTP4和OsNTP10,以及来自拟南芥(Arabidopsis thaliana)的AtURT1。在这三种情况下,反应均在无引物或模板的条件下进行,并产生具有经典 3′–5′ 磷酸二酯键连接的 RNA 产物。尽管这些蛋白质已知属于末端核苷酸转移酶家族,但此前并不知晓它们具备从头 RNA 合成的能力。这些蛋白质定义了一个植物酶家族,且该家族在其他物种中可能具有保守的成员。


综上所述,这些发现表明,一类植物蛋白能够催化游离核苷酸底物合成 RNA,从而拓展了目前已知的 RNA 生成的生化途径。然而,这类植物蛋白直接合成 RNA 的生物学功能是什么,仍有待阐明。该研究证实了它们的生化活性,但尚未鉴定出内源性 RNA 产物,也未明确该反应发生的细胞条件。要解决这些问题,需要对催化失活的植物等位基因进行分析,鉴定 OsNTP4 在体内关联的 RNA 分子,并直接测定依赖于 OsNTP4 或相关蛋白的 RNA 种类。尽管如此,这项研究揭示了一种直接的蛋白质到 RNA 的反应,可能对我们理解进化与生命起源具有启示意义。

论文链接:

https://www.vita-journal.com/vita/EN/10.15302/vita.2026.10.0078


特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
看了田曦薇的嫁金钗,我终于理解谭松韵了,难怪她演兰香如故的时候,老喜欢瞪眼睛,不是她们演技不好,而是大眼睛也是把双刃剑!

看了田曦薇的嫁金钗,我终于理解谭松韵了,难怪她演兰香如故的时候,老喜欢瞪眼睛,不是她们演技不好,而是大眼睛也是把双刃剑!

喵喵的追剧笔记
2026-10-20 11:03:35
马卡:穆帅第二次执教皇马已满百天,有三名球员位置不可动摇

马卡:穆帅第二次执教皇马已满百天,有三名球员位置不可动摇

懂球帝
2026-10-20 13:26:06
范冰冰消失第八年,在东南亚赚得比当年还多,劣迹艺人找到退路?

范冰冰消失第八年,在东南亚赚得比当年还多,劣迹艺人找到退路?

华文商讯
2026-08-24 16:23:17
好玩!球迷做图“成都蓉城争冠扫雷记”:已5次踩雷,仅剩2次机会

好玩!球迷做图“成都蓉城争冠扫雷记”:已5次踩雷,仅剩2次机会

足球大腕
2026-10-20 20:30:03
一个家庭最大的灾难,不是穷,而是父母六七十岁还存在这3种情况

一个家庭最大的灾难,不是穷,而是父母六七十岁还存在这3种情况

枫红染山径
2026-10-10 01:45:16
当众拒唱国歌不认中国籍,把两个孩子全送出国,如今报应终于来了

当众拒唱国歌不认中国籍,把两个孩子全送出国,如今报应终于来了

鹤羽说个事
2026-09-02 16:51:59
2026年天猫双11首次卖整车:至高享4.5万元购车权益,领克10+推专属配置到手价22.59万元

2026年天猫双11首次卖整车:至高享4.5万元购车权益,领克10+推专属配置到手价22.59万元

IT之家
2026-10-20 15:43:19
航司前高管90岁母亲上网为儿喊冤

航司前高管90岁母亲上网为儿喊冤

宾语观世
2026-10-20 17:43:25
央媒怒批、坑害老百姓!臭名昭著的四大相声演员,个个难以原谅

央媒怒批、坑害老百姓!臭名昭著的四大相声演员,个个难以原谅

史之韵
2026-10-21 02:17:43
张雪机车怒告WSBK:BOP黑箱锁死中国速度?

张雪机车怒告WSBK:BOP黑箱锁死中国速度?

娱乐圈的笔娱君
2026-10-20 17:22:06
法国籍女子在韩商场叫嚣:全世界都讨厌中国人!中国女子当场出手

法国籍女子在韩商场叫嚣:全世界都讨厌中国人!中国女子当场出手

安梦入天下
2026-09-21 12:40:03
C罗因擅自退出葡萄牙集训营被处以30天禁赛以及罚款255欧;此前C罗道歉,表示随时准备接受征召;葡足协主席:所有人都希望C罗能重返国家队

C罗因擅自退出葡萄牙集训营被处以30天禁赛以及罚款255欧;此前C罗道歉,表示随时准备接受征召;葡足协主席:所有人都希望C罗能重返国家队

扬子晚报
2026-10-20 07:18:42
多名院士呼吁停止食用:高胆固醇“加速器”,上了年纪尽早戒掉

多名院士呼吁停止食用:高胆固醇“加速器”,上了年纪尽早戒掉

牛锅巴小钒
2026-10-17 03:47:35
东城光明楼17号楼:29户公房住户凑钱把楼拆了重建

东城光明楼17号楼:29户公房住户凑钱把楼拆了重建

北京安置房大全
2026-10-19 19:29:25
蒋介石临终前拉着蒋经国长叹:早知当初撤离大陆时不应该只顾黄金

蒋介石临终前拉着蒋经国长叹:早知当初撤离大陆时不应该只顾黄金

王嚾晓
2026-09-28 11:00:27
1978年最早公开反对“两个凡是”的三位省委书记到底是谁?

1978年最早公开反对“两个凡是”的三位省委书记到底是谁?

史不语
2026-09-22 13:45:04
美媒发言:马克龙近十年的统治,已将法国变成欧洲“最薄弱环节”

美媒发言:马克龙近十年的统治,已将法国变成欧洲“最薄弱环节”

兵卒史
2026-10-11 11:56:59
她是高峰现任妻子,相貌不如那英,一家三口住北京郊区生活平淡

她是高峰现任妻子,相貌不如那英,一家三口住北京郊区生活平淡

娱妮啵啵啊
2026-10-20 15:00:50
最狡猾的球队,必须是四川男篮了!

最狡猾的球队,必须是四川男篮了!

桃叶渡春
2026-10-20 00:50:37
不可思议!网传某互联网大厂招聘3-5年产品经理,月薪仅2-3K,求职者直呼天塌了

不可思议!网传某互联网大厂招聘3-5年产品经理,月薪仅2-3K,求职者直呼天塌了

火山詩话
2026-10-19 06:55:13
2026-10-21 04:00:49
生物世界 incentive-icons
生物世界
最前沿、最有趣的生命科学研究
10195文章数 145183关注度
往期回顾 全部

科技要闻

新版MiniMax,能和DeepSeek掰手腕吗?

头条要闻

距中国台湾110公里 日美出动6万人大举军演为历史之最

头条要闻

距中国台湾110公里 日美出动6万人大举军演为历史之最

体育要闻

巴拉克:天生亚军与漫长极夜

娱乐要闻

刘恺威承认新恋情,打球认识

财经要闻

抄底万达之后 私募大佬又对恒大下手了

汽车要闻

黑科技一次看全 2026奇瑞全球创新大会干货汇总

态度原创

亲子
数码
教育
艺术
军事航空

亲子要闻

奇!41岁女子不知怀孕,腹部剧痛送医顺产7斤儿子!

数码要闻

Mac版Perplexity Computer新增端侧模式,要求36GB统一内存

教育要闻

悲哀!16岁男孩沉迷游戏,父亲怒摔手机,儿子多日拒上学,父母花8999元重买手机,才换回孩子上学

艺术要闻

谁敢信?63岁大爷的油画竟被选进美院教材,质感强到像要溢出屏幕!

军事要闻

特朗普狠批泽连斯基"不想结束战争" 泽连斯基强硬回怼

无障碍浏览 进入关怀版