近(19)日，日本早稻田大學(Waseda University)、熊本大學(Kumamoto University)和大阪大學(Osaka University)多位博士組成研究團隊，開發一種新型生物資訊分析方法，用於定義人類細胞株中的半提取RNA(semi-extractability RNA)。此研究結果發表於《Nucleic Acids Research》。
 
無膜胞器(membrane-less organelles, MLO) ，又被稱為生物分子凝聚物(biomolecular condensates)， 是含有蛋白質和核酸等大分子的高度動態結構。研究指出MLO中富含RNA，傳統方法提取RNA的效果不佳，但可以使用針剪切(needle shearing)或加熱(heating)等改進的方法有效回收，這種特性稱為半提取性(semi-extractability)。這些半提取性RNA可以成為疾病診斷和治療中的重要生物標記物和藥物標靶。
 
MLO是透過液態–液態相分離(liquid-liquid phase separation, LLPS)的生物過程形成。由於蛋白質在LLPS中的作用已經被廣泛研究，因此科學家對RNA的作用更感興趣。
 
該團隊針對五種人類細胞株進行RNA提取和定序，分別是A10、A549、HEK293、HeLa和HAP1細胞。結果指出，使用改良的方法提取效果皆比傳統方法佳，證實五種細胞株中RNA轉錄本(transcript)皆是半提取性RNA。
 
此外，研究人員進行重複密度和序列模體(sequence motif)分析，探索影響RNA半可提取性的潛在因素。並且，使用SEEKR演算法進行k-聚體(k-mer)分析，根據其k-mer含量對半可提取RNA進行功能分類。
 
實驗將半提取性RNA與近600個細胞核內RNA(hub RNA)進行比較，這些核內RNA與多種其他RNA形成以蛋白質為介質的RNA-RNA交互作用。他們發現半提取性RNA確實起到了樞紐作用，在形成RNA-RNA中發揮關鍵作用。
 
RNA結合蛋白明顯偏好與RNA上富含 AU的區域結合，為了調節RNA的穩定性，RNA通常在3’端富含AU，但進一步分析半提取RNA的結果顯示，半提取性RNA在5’端富含AU，表示可能有尚未發現的功能。
 
早稻田大學助理教授Chao Zeng博士指出研究亮點，使用新開發的生物資訊分析管道，我們藉由檢測人類細胞的原始實驗數據，成功鑑定和歸納1074個可能參與分離MLO相的半提取性RNA。
 
該研究結果為探索RNA參與癌症的過程、病毒RNA分解和細胞免疫反應等生物過程提供了新的視角，並且推動癌症和傳染病治療策略的發展。
 
參考資料：https://bioengineer.org/unraveling-the-mystery-of-semi-extractable-rnas-from-human-cell-lines/
論文：https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkad567/7224126
 
(編譯/實習記者 黃珮嫻)