【摘要】科学家已创建突破性技术，揭示人类细胞中RNA-蛋白质相互作用的完整网络，为疾病发展机制提供新见解。该方法在RNA与蛋白质接触时将其冻结标记，转化为可通过测序解码的独特DNA条形码。测试中，系统发现超35万个相互作用，包括阿尔茨海默病与癌症相关通路的意外联系。通过揭示这些隐藏的细胞对话，该发现有望指导针对疾病分子驱动因素的下一代治疗。
【关键事实】
- 大规模映射：在人类细胞中识别出超过350,000个RNA-蛋白质相互作用。
- 疾病联系：发现与阿尔茨海默病和癌症相关的新分子通路。
- 药物潜力：精确定位RNA-蛋白质结合位点，为靶向治疗提供依据。
【来源】：加州大学圣地亚哥分校
加州大学圣地亚哥分校生物工程师开发出强大新技术，可绘制人类细胞内RNA-蛋白质相互作用的完整网络——此项突破或为治疗癌症至阿尔茨海默病等疾病提供新策略。
RNA-蛋白质相互作用调控细胞诸多基本过程，从基因开关到应激响应。但此前科学家仅能捕获部分相互作用，导致大部分细胞"对话"长期隐藏。
"这项技术如同细胞对话的布线图，"加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院舒谦-基因莱生物工程系教授、《自然生物技术》发表该研究的负责人钟生（Sheng Zhong）表示，"它显示哪些RNA正与哪些蛋白质进行物理对话。包括癌症和神经退行性疾病在内的多种疾病，源于这些对话驱使细胞做出错误行为——如不当增殖、忽略应激信号或逃避免疫系统。一旦我们能识别关键RNA-蛋白质对话，即可设计药物抑制或重定向它们。"
新技术通过冻结细胞内RNA与蛋白质接触瞬间实现功能。每种蛋白质被标记并与结合的RNA化学连接，随后转化为独特DNA条形码，经标准测序设备解码，最终生成单次实验即可完成的RNA-蛋白质相互作用综合目录。
应用于两个人类细胞系时，该技术发现超35万个相互作用，包含众多前所未见的关联。钟生团队既确认已知RNA结合蛋白，又发现数百个意外蛋白。典型例证是磷酸甘油酸脱氢酶（PHGDH）——该酶先前被钟生团队确定为阿尔茨海默病的因果基因及早期检测潜在血液生物标志物。本研究发现PHGDH与细胞存活及神经生长相关的信使RNA结合，揭示其影响脑健康的新机制。
研究团队还发现长非编码RNA LINC00339与15种膜蛋白相互作用。鉴于该RNA在多种癌症中表达升高，这些新发现或可解释其驱动肿瘤生长与转移的机制。
此类隐藏相互作用的可视化能力将开辟新药物靶点与治疗路径。"作为疾病控制旋钮的相互作用即药物靶点——无论是RNA、蛋白质伙伴或二者接触面，"该研究共同第一作者、钟生实验室博士后薛双红（Shuanghong Xue）指出，"若特定RNA-蛋白质相互作用促进疾病，阻断它们将是潜在治疗策略；若相互作用具有保护作用，我们则需增强其活性。"
关键突破在于该技术不仅确认RNA与蛋白质是否相互作用，更精确定位蛋白质参与区域及特定蛋白偏好的RNA序列。此细节水平为设计靶向疗法提供宝贵切入点。
"对多数新发现的相互作用，其确切生物功能仍需阐明，"钟生强调，"本研究的核心进展在于创建了全面无偏见的RNA-蛋白质伙伴关系图谱，为后续研究奠定基础——明确哪些驱动疾病、哪些具保护作用，以及如何药物干预。"其团队正将该技术应用于阿尔茨海默病与帕金森病模型，旨在识别可作为下一代疗法基础的异常RNA-蛋白质相互作用。
完整研究："通过测序进行全基因组RNA-蛋白质关联映射"。共同第一作者齐志杰（Zhijie Qi）与薛双红在生物信息学、AI工具及分子相互作用领域贡献关键创新。
【资金】：本研究获美国国立卫生研究院资助（项目编号R01GM138852、DP1DK126138、UH3CA256960、R01HD107206）。
【解答的关键问题】
**问：研究人员开发了什么？**答：可绘制人类细胞RNA-蛋白质相互作用完整网络的技术。
**问：为何此项研究重要？**答：RNA-蛋白质"对话"调控关键细胞过程，异常可致癌症或阿尔茨海默病等疾病。
**问：技术原理是什么？**答：将接触RNA的蛋白质化学连接并转化为DNA条形码，经测序解码。
**问：潜在应用有哪些？**答：通过阻断有害或增强保护性RNA-蛋白质相互作用开发新药靶点。
【关于本遗传学与神经技术研究】
作者：Liezel Labios
来源：加州大学圣地亚哥分校
联系方式：Liezel Labios – 加州大学圣地亚哥分校
图片说明：配图由Neuroscience News提供
原始研究：闭源访问
"通过测序进行全基因组RNA-蛋白质关联映射"，作者：钟生等，《自然生物技术》
【摘要】
通过测序进行全基因组RNA-蛋白质关联映射
RNA-蛋白质相互作用对基因表达与细胞过程至关重要，但因其结构多样性，全面映射始终面临挑战。
我们推出PRIM-seq（蛋白质-RNA相互作用测序映射）技术，可同步从头鉴定RNA结合蛋白及其关联RNA。
PRIM-seq通过RNA与蛋白连接DNA条形码的邻近连接生成独特嵌合DNA序列，并经测序解码。
应用于两个人类细胞系后，构建出人类RNA-蛋白质关联网络（HuRPA），涵盖超35万个关联，涉及约7,000个RNA与11,000个蛋白质，其中2,610个蛋白各与至少10种不同RNA相互作用。
实验证实肿瘤相关lincRNA LINC00339（HuRPA中蛋白关联最多的RNA）确为蛋白结合RNA。同时验证染色质构象调节因子SMC1A、SMC3、RAD21及代谢酶PHGDH的RNA结合能力。PRIM-seq无需基因或蛋白特异性试剂，即可系统发现并优先筛选RNA结合蛋白及其靶标。
【全文结束】
