分享一篇发表在Nature Cell Biology上的文章:Extracellular exosomal RNAs are glyco-modified,通讯作者是来自罗格斯大学的Megerditch Kiledjian教授和Sunny Sharma教授,前者课题组的研究方向是RNA的降解调控、RNA的糖基化和m6Am修饰等;后者的研究方向是RNA分子在编码蛋白质之外的分子机制。
外泌体是细胞分泌的纳米级脂质小泡,在细胞间通讯和生理病理过程中发挥重要作用。外泌体包含多种生物分子,其中 RNA在基因表达调控等方面具有关键功能。外泌体RNA在细胞间信息传递中具有潜在应用价值,如作为疾病诊断标志物和治疗工具等。糖基化是一种常见的蛋白质和脂质翻译后修饰,也存在于核酸等生物大分子上,但关于外泌体 RNA糖基化的系统研究尚属起步阶段。
为了确定是否能在内源性RNA上检测到糖修饰,作者采用了生物正交且细胞穿透性强的Ac4GlcNaz、Ac4GalNaz和Ac4ManNaz代谢标记的方法,对RNA进行标记,随后通过SPAAC点击化学对RNA进行可视化。有趣的是,在生物素标记的RNA种类中,明显观察到一种独特的、依赖于Ac4GalNAz的时空选择性模式。有趣的是,作者还发现糖基化RNA对序列特异性核酸酶RNase A不敏感,但对序列非特异性核酸酶RNase I敏感,且RNA降解现象明显。
为了揭示RNA糖基化修饰在细胞生理学中的作用,作者评估了其细胞内定位。作者采用了两种不同的生化方法来确定糖基化RNA在细胞器中的分布。第一种方法是将核与总细胞质分离,而第二种方法则进一步将细胞质分离为可溶性细胞质和膜性细胞器。结果表明,RNA信号几乎仅在细胞质中检测到,而在核中未检测到。此外,细胞质中的糖基化RNA主要在膜相关组分中检测到,而非可溶性部分。
为了直接确定glycoRNA是否定位于细胞外囊泡(EVs)中,作者从细胞系的培养上清液中提取外泌体,并从分离得到的外泌体中提取RNA。经过成像实验,作者发现Ac4GalNAz衍生的糖基化RNA几乎完全存在于外泌体中,而且将Ac4GalNAz标记的完整外泌体暴露于核酸酶后,标记的糖基化RNA含量未受影响,表明糖基化RNA被包裹在外泌体腔内,而非与表面结合。
总而言之,作者通过非天然糖代谢标记的方法,证明了外泌体囊泡的腔内存在glycoRNA。
本文作者:MB
责任编辑:LZ
DOI:10.1038/s41556-025-01682-1
原文链接:https://doi.org/10.1038/s41556-025-01682-1