写的AZoM2021年5月20日
斯坦福大学的研究人员发现了一种新的生物分子，它可能在所有生物的生物学中发挥重要作用。
这种新的生物分子被称为glycoRNA，它是核糖核酸(RNA)的一条小丝带，上面悬挂着被称为glycans的糖分子。到目前为止，科学界已知的类似糖修饰生物分子只有脂肪(脂类)和蛋白质。欧洲杯线上买球这些糖脂和糖蛋白在动物、植物和微生物细胞中随处可见，参与了生命所必需的各种过程。
这些新发现的糖聚糖，既不罕见也不隐秘，只是因为没有人想到去寻找它们，所以就藏在显而易见的地方——这是可以理解的，因为它们的存在公然违背了成熟的细胞生物学。
期刊上的一项研究细胞5月17日发表的一篇文章描述了这些发现。
“这是一类全新生物分子的惊人发现，”斯坦福大学人文与科学学院(Stanford's School of Humanities and Sciences)的安妮·t·巴斯(Anne T.)和罗伯特·m·巴斯(Robert M. Bass)教授、欧洲杯线上买球斯坦福大学人类健康化学、工程和医学贝克家族主任、该研究的资深作者卡罗琳·贝尔托齐(Carolyn Bertozzi)说。“这真的是一个爆炸性消息，因为这一发现表明，细胞中存在着我们完全未知的生物分子途径。”
“更重要的是,”贝尔托齐补充说,一些被聚糖修饰形成聚糖的rna与自身免疫性疾病有肮脏的关联历史。
贝尔托齐将这一发现归功于该研究的主要作者瑞安·弗林(Ryan Flynn)，弗林在她的实验室里做了几个月的博士后研究，主要基于直觉来寻找glycoRNA。
“我来到卡洛琳的实验室问，‘如果聚糖能与RNA结合呢?’结果发现这是以前从未探索过的东西，”弗林说，他现在是波士顿儿童医院干细胞和再生生物学部门的助理教授。“我只是喜欢思考和问问题，得到这个意想不到的答案让我非常高兴。”
以开放的心态进行研究
在她开创性的职业生涯中，贝尔托齐将一度边缘的糖生物学领域带入了主流。在过去的25年里，她的工作帮助生物学家们认识到多糖是如何与蛋白质和核酸(如RNA和DNA)一样重要的。多糖是一种长期被忽视的遍布我们细胞的糖结构。
弗林承认，当他加入贝尔托齐的实验室时，他对聚糖知之甚少。他的专业领域是RNA，这是他医学学位和博士学位的重点。弗林是在霍华德·张(Howard Chang)的指导下获得这些学位的。霍华德·张是弗吉尼亚和d·k·路德维希癌症研究教授，也是斯坦福大学遗传学教授。
“Ryan是RNA，我是聚糖，”贝尔托齐说。“我们有着完全不同的背景。”
RNA和聚糖的研究领域传统上是不同的，因为生物分子在细胞的不同位置形成和运作。大多数类型的RNA生活在细胞核和细胞质中，分别是基因组保存和蛋白质合成的地方。相反，聚糖起源于被膜结合的亚细胞结构，因此与rna占据的空间分离。糖蛋白和糖脂定位于细胞表面，作为细胞外分子的结合位点，并与其他细胞通信。(定义血型的糖脂就是一个例子。)
“如果你相信课本上说的，RNA和聚糖生活在两个不同的世界，”贝尔托齐说。
一开始，弗林对一些奇怪的边缘生物学产生了兴趣，并开始思考这两个世界是否真的存在重叠。他在关于一种酶的科学文献中注意到，这种酶在RNA领域很少被研究，它能使特定的蛋白质糖基化(向其添加聚糖)，这种酶也能与RNA结合。基于这种酶对蛋白质和RNA的相互亲和力，弗林决定看看RNA和聚糖之间是否有更直接的联系。
“当瑞安开始探索糖基化和RNA之间的可能联系时，我认为找到任何东西的几率非常低，”贝尔托齐说。“但我想打听一下也无妨。”
在狩猎
弗林在寻找假想的glycorna时运用了一系列技术。其中最有效的是生物正交化学，最初由Bertozzi开创，使研究活细胞不干扰自然发生的过程。一种常见的方法是将一种不引人注目的“报告”化学物质附着在生物分子上，当进行某些反应时，生物分子会发光。
弗林为许多不同的多糖配备了报告“灯泡”，以观察糖与什么生物分子结合，以及这些糖结合的生物分子最终在细胞内和细胞上的什么位置。凭借他在准备和研究RNA方面的经验，弗林超越了此前研究的细胞内含蛋白质和脂质的区域。
“瑞安是我们所知道的第一个用这种方法研究聚糖和RNA的人，”贝尔托齐说。
在经历了几个月令人沮丧的负面和困惑的结果后，弗林重新评估了他的数据。他注意到，一种标记的糖，与唾液酸的前体分子结合在一起，不断出现。
“一旦我看到了那个信号，我就觉得有什么东西真的在那里，”弗林说。
“瑞安没有带着先入之见和无意识的偏见来谈论这个话题，这真的很重要，”贝尔托齐说。“他的思想是开放的可能性，违反我们认为我们对生物学的了解。”
生命的起源和运作
在记录了人类细胞中存在这种明显新颖的glycoRNA之后，Flynn和他的同事们在其他细胞中寻找它。他们在测试的每一种细胞类型中都发现了glycorna——人类、老鼠、仓鼠和斑马鱼。
在不同的生物体中存在的glycorna表明它们执行着非常重要的功能。此外，在数亿到数十亿年前进化分化的生物中，rna的结构是相似的。Bertozzi解释说，这表明glycorna可能有古老的起源，可能在地球上生命的出现中发挥了一些作用。
Flynn解释说，glycorna的功能尚不清楚，但它值得进一步研究，因为它们可能与导致身体攻击自身组织和细胞的自身免疫性疾病有关。例如，已知狼疮患者的免疫系统以几种可以组成glycorna的特定rna为靶点。
“当你发现像这些glycorna这样的新东西时，有很多问题要问，”弗林说。
Bertozzi还是Stanford Bio-X、母婴健康研究所(MCHRI)、Stanford癌症研究所、Stanford ChEM-H和Stanford’s Wu Tsai Neurosciences Institute的成员。欧洲杯线上买球其他斯坦福大学的现任和前任作者包括凯文·佩德拉姆(Kayvon Pedram)，现在是霍华德·休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)的小组负责人;Stacy Malaker，现任耶鲁大学助理教授;前研究生本杰明·“本杰”·史密斯、亚历克斯·约翰逊、本森·乔治;Karim Majzoub，现为法国斯特拉斯堡INSERM的研究员;斯坦福大学微生物与免疫学系副教授简·凯瑞特。Carette还是Stanford Bio-X和Stanford母婴健康研究所的成员，也是Stanford ChEM-H的教员。
这项工作得到了Damon Runyon癌症研究所，Burroughs Wellcome基金医学科学家职业奖，国家普通医学科学研究所，国家卫生研究院，国家普通医学科学研究所，国家科学基金会的资助，欧洲杯线上买球美国国家癌症研究所和癌症研究中心斯坦福化学- h化学/生物界面博士前培训计划。
来源:https://www.stanford.edu/