DHX9应激颗粒如何保护子细胞免受紫外线诱导的RNA损伤
母亲和女儿之间有着牢固的联系，但您是否知道这种亲密关系的联系一直延伸到细胞水平?在细胞分裂过程中，新的子细胞从母细胞继承遗传物质和其他分子的混合物。这种遗传既包括有益的成分，可以帮助它们在生命中有一个强有力的开端，也包括潜在有害的突变或受损分子，给新生的子细胞带来重大挑战。子细胞如何管理和减轻有害遗传的影响仍然是一个谜。弗莱堡马克斯·普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所的一项研究现已揭示了一种复杂的机制，子细胞可以通过这种机制保护自己免受从母细胞继承的紫外线损伤的 RNA 的侵害。
当阳光照射到我们的皮肤时，它们带来温暖和活力。然而，在这种温柔的拥抱之下却隐藏着一个潜在的威胁：紫外线(UV)辐射，这是阳光中能量最高的成分。尽管我们熟悉紫外线如何损害 DNA 并导致皮肤癌，但它对另一种重要分子 RNA 的影响却常常被忽视。
在测试细胞对各种压力源的反应时，研究人员注意到一些有趣的事情：在紫外线辐射后，一种名为 DHX9 的蛋白质在细胞质内聚集成液滴结构。 “DHX9 是一种通常存在于细胞核中的酶，具有结合 RNA 的能力。发现这种蛋白质在细胞核外形成液滴让我们感到非常惊讶。这就像在沙漠中发现一个巨大的雪球，”弗莱堡 MPI 免疫生物学和表观遗传学主任 Asifa Akhtar 说道。
揭开DHX9颗粒的神秘面纱
由于众所周知紫外线辐射会导致 DNA 损伤，因此研究人员最初怀疑这些 DHX9 颗粒是针对此类损伤的防御机制。 “与这一假设相反，我们发现 DHX9 颗粒不是由各种形式的 DNA 损伤刺激触发的。这促使我们深入研究真正的触发因素，”该研究的第一作者周一龙说。因此，该团队开发了一种突破性的液滴提取方法，直接从细胞中分离出这些颗粒并分析其含量。
令人惊讶的是，研究小组发现DHX9颗粒作为一种特殊类型的应激颗粒，里面充满了受损的RNA。 “紫外线对 RNA 的破坏作用常常被低估，而其对 DNA 的影响却被其所掩盖。现在，我们发现了一种巧妙的机制，细胞可以在 DHX9 颗粒的帮助下分离和中和有害的紫外线损伤的 RNA，”Asifa Akhtar 解释道。当细胞检测到紫外线照射引起的 RNA 损伤时，它们会迅速将受损分子捕获到 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害，并确保它不会在细胞内失控地扩散，造成进一步的混乱。
子细胞的保护机制
“更让我们着迷的是，带有 DHX9 颗粒的细胞总是成对出现，这表明它们不是在最初受到紫外线损伤的母细胞中形成的，而是在后来新生的子细胞中形成的，”周一龙说。活细胞视频成像证实了这一假设。 “你可以从字面上看到，DHX9 通常存在于细胞核中，但在细胞分裂后不久，当两个子细胞形成时，它会聚集在细胞质中的液滴中，”Zhou 继续说道。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，这凸显了子细胞能够发现祖细胞受损的 RNA 并将其隐藏到 DHX9 颗粒中。阿西法·阿赫塔尔 (Asifa Akhtar) 表示：“这个过程就像是把过去的事一笔勾销，让他们做好准备，作为一个细胞开始自己的旅程，而不是拖着上一代人的包袱。”
了解我们的子细胞如何防御紫外线引起的亲本 RNA 损伤不仅可以加深我们对细胞周期的理解，还为医学研究开辟了新的可能性。晒伤、神经退行性疾病和癌症等疾病与 RNA 平衡破坏和细胞周期不规则密切相关。 Asifa Akhtar 解释说：“更好地了解新生细胞如何选择性识别和降解受损的 RNA，可能会为以 RNA 管理不当或应激反应失调为特征的疾病找到新的治疗靶点。”
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