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真核生物中，mRNA的降解對(duì)于mRNA的數(shù)量和質(zhì)量調(diào)控都發(fā)揮關(guān)鍵的作用。成熟的mRNA在細(xì)胞中作為模板指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，而參與蛋白質(zhì)翻譯的mRNA的數(shù)量受到精確調(diào)控。這一過程不僅取決于基因的轉(zhuǎn)錄水平，也決定于mRNA的降解速率。mRNA 降解主要包括多聚腺苷酸尾（polyA tail）的去除，脫帽（decapping）和核酸酶（ribonuclease）的消化。新近的研究表明，植物細(xì)胞中mRNA也可以在蛋白翻譯進(jìn)行的同時(shí)被核酸酶消化，即mRNA逐步退出蛋白翻譯過程與其降解是偶聯(lián)的過程。為保證蛋白翻譯的準(zhǔn)確性，植物細(xì)胞主要通過依賴翻譯的mRNA質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制進(jìn)行缺陷mRNA的分選及清除，從而實(shí)現(xiàn)mRNA質(zhì)量的調(diào)控。這些mRNA質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制同時(shí)也可以作為一種基因表達(dá)調(diào)控方式精細(xì)調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育及環(huán)境適應(yīng)性。在有缺陷的mRNA不能被核酸酶及時(shí)清除時(shí)，植物啟動(dòng)依賴小RNA的轉(zhuǎn)錄后基因沉默途徑（PTGS, posttranscriptional gene silencing）加以剪切使其喪失功能。轉(zhuǎn)錄后基因沉默作為一種防御手段清除過量產(chǎn)生的異常mRNA尤其是外源基因表達(dá)的mRNA，同時(shí)mRNA降解途徑確保轉(zhuǎn)錄后基因沉默極少作用于內(nèi)源編碼基因。該綜述對(duì)上述過程的分子機(jī)制及其在植物中的生物學(xué)功能進(jìn)行梳理論述，并展望植物領(lǐng)域關(guān)于mRNA動(dòng)態(tài)降解以及mRNA的數(shù)量和質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制有待研究的問題。

哺乳動(dòng)物基因組的廣泛轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生了大量的非編碼RNA，相比于細(xì)胞質(zhì)定位的蛋白編碼mRNA，這些非編碼RNA如長鏈非編碼RNA（lncRNA）、啟動(dòng)子和增強(qiáng)子關(guān)聯(lián)的不穩(wěn)定轉(zhuǎn)錄本（uaRNA、eRNA）等更傾向于結(jié)合染色質(zhì)參與調(diào)控染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)錄和RNA加工等過程。盡管零星報(bào)導(dǎo)少數(shù)RNA核滯留的現(xiàn)象，但為何大部分lncRNA會(huì)滯留于染色質(zhì)上行使調(diào)控功能，仍是個(gè)不解之謎。上世紀(jì)80年代初，Joan Steitz通過系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者血液抗體分離提取 U1,U2, U4, U5和U6小核糖核蛋白粒子（又稱為 snRNP），揭示了它們參與RNA剪接的經(jīng)典功能。近年來施一公團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)報(bào)導(dǎo)了真核生物剪切體的原子結(jié)構(gòu)和生化功能。然而，一直讓人困惑的是，細(xì)胞內(nèi)U1 snRNP的數(shù)量為什么比其它剪接相關(guān)snRNP高 2-5倍。雖然Gideon Dreyfuss和Phil Sharp等團(tuán)隊(duì)曾揭示U1 snRNP調(diào)控轉(zhuǎn)錄終止和方向的非經(jīng)典功能，U1 snRNP在細(xì)胞中的豐富存在仍然是一個(gè)讓人困惑的問題。為了探究lncRNA的染色質(zhì)結(jié)合機(jī)制，研究者首先建立和運(yùn)用一套新穎的mutREL-seq方法來高精度篩選調(diào)控RNA定位的關(guān)鍵序列，意外發(fā)現(xiàn)了U1 snRNP識(shí)別位點(diǎn)參與調(diào)控候選RNA的染色質(zhì)滯留。相比于蛋白編碼基因，lncRNA轉(zhuǎn)錄本含有更多的U1識(shí)別位點(diǎn)（同時(shí)也是潛在的5’剪接供體位點(diǎn)），而其基因組區(qū)域具有更少的3’剪接受體位點(diǎn)。并且U1 snRNP更高水平地結(jié)合在lncRNA上。隨后，研究者分別使用antisense morpholino oligos（AMO）和auxin-induced degron（AID）誘導(dǎo)蛋白降解系統(tǒng)，來抑制U1 snRNA和核心蛋白組分SNRNP70的功能。研究者發(fā)現(xiàn)小鼠胚胎干細(xì)胞中近一半的lncRNA受U1 snRNP調(diào)控。另外，與轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件關(guān)聯(lián)的不穩(wěn)定非編碼轉(zhuǎn)錄本如uaRNA、eRNA等，它們的染色質(zhì)結(jié)合在U1 snRNP抑制后也顯著下降。研究者進(jìn)一步證明了U1 snRNP直接調(diào)控成熟lncRNA與染色質(zhì)的結(jié)合，而不是通過影響RNA合成、加工或降解過程的動(dòng)態(tài)變化所產(chǎn)生的間接影響。機(jī)制上，研究者鑒定了U1 snRNP在染色質(zhì)上的互作蛋白，發(fā)現(xiàn)U1 snRNP結(jié)合特定磷酸化狀態(tài)的RNA轉(zhuǎn)錄聚合酶II（Pol II）。轉(zhuǎn)錄抑制明顯降低了U1 snRNP及其所調(diào)控的非編碼RNA與染色質(zhì)的結(jié)合，表明U1 snRNP通過與磷酸化的Pol II互作來介導(dǎo)其互作RNA與染色質(zhì)的結(jié)合。最后，研究者通過以lncRNA Malat1為例，進(jìn)一步驗(yàn)證了U1 snRNP對(duì)其染色質(zhì)結(jié)合的調(diào)控作用。去除SNRNP70后，絕大部分Malat1 “核斑”定位信號(hào)消失，并彌散在核質(zhì)及細(xì)胞質(zhì)中。同時(shí)，Malat1在活躍表達(dá)基因染色質(zhì)區(qū)域的結(jié)合信號(hào)顯著下降，表明U1 snRNP不僅可以將Malat1滯留在染色質(zhì)上，同時(shí)也參與調(diào)控后者在染色質(zhì)上的移動(dòng)及其與靶基因的結(jié)合。綜上，研究者提出如下模型（圖1）：5’和3’剪接位點(diǎn)在lncRNA上的不對(duì)稱分布，致使U1 snRNP持續(xù)結(jié)合在lncRNA轉(zhuǎn)錄本上，而不能通過RNA剪接過程釋放，從而介導(dǎo)了lncRNA的染色質(zhì)滯留。磷酸化Pol II進(jìn)一步介導(dǎo)了lncRNA-U1 snRNP復(fù)合體在染色質(zhì)上的移動(dòng)（mobilization）。對(duì)于大多數(shù)低豐度、不穩(wěn)定的lncRNA，它們只能靶向結(jié)合鄰近的染色質(zhì)區(qū)域（順式cis作用）；而對(duì)于少數(shù)穩(wěn)定和高豐度的lncRNA，如Malat1，U1 snRNP促進(jìn)了其遷移和結(jié)合更多的靶基因區(qū)域（反式trans作用）。圖1. U1 snRNP介導(dǎo)非編碼RNA染色質(zhì)結(jié)合的模式圖。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2105-3

2020年3月8日，中山大學(xué)第五醫(yī)院在bioRxiv上上傳了一篇題為Crystal structure of SARS-CoV-2 nucleocapsid protein RNA binding domain reveal spotential unique drug targeting sites的研究，確定了SARS-CoV-2核糖蛋白N-端RNA結(jié)合域的晶體結(jié)構(gòu)。雖然整體結(jié)構(gòu)與其他冠狀病毒核N端RNA結(jié)合域相似，但它們之間的表面靜電電位特征卻不同。與輕度病毒類型HCoV-OC43 等效域的進(jìn)一步比較顯示，β-螺旋核心旁邊具有獨(dú)特的潛在RNA 結(jié)合槽。結(jié)合體外數(shù)據(jù)，結(jié)果提供了SARS-CoV-2N端RNA結(jié)合域的幾種原子分辨率特征，指導(dǎo)了針對(duì)SARS-CoV-2的新型抗病毒劑的設(shè)計(jì)。

福州大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院林峻博士在第一代“新型冠狀病毒檢測(cè)試劑盒”的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研發(fā)出“一步法病毒RNA提取試劑”。

環(huán)狀RNA（circular RNA, circRNA）circMYBL2通過招募RNA結(jié)合蛋白PTBP1調(diào)控癌基因FLT3 mRNA的翻譯效率，從而促進(jìn)了FLT3-ITD突變型白血的發(fā)生發(fā)展。該項(xiàng)研究成果首次報(bào)道新型非編碼RNA circRNA以RNA-蛋白復(fù)合體形式發(fā)揮對(duì)翻譯進(jìn)程的正調(diào)控作用，揭示了環(huán)狀RNA的新功能。  FLT3-ITD是在FLT3基因中間的一段串聯(lián)重復(fù)序列突變，該突變可導(dǎo)致Y591等位點(diǎn)的自磷酸化，進(jìn)而激發(fā)下游通路的過度激活，促進(jìn)疾病進(jìn)程。目前普遍認(rèn)為FLT3-ITD突變型白血病預(yù)后極差且容易復(fù)發(fā)，因此，尋找新的 FLT3-ITD 白血病的藥物靶點(diǎn)具有重要意義。該團(tuán)隊(duì)以FLT3-ITD突變型白血病為研究模型，深入研究circRNA潛在作用機(jī)制及其對(duì)該類白血病疾病進(jìn)程的調(diào)控作用。研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)狀RNA circMYBL2在FLT3-ITD陽性白血病中高表達(dá)并特異性影響FLT3-ITD陽性白血病細(xì)胞的增殖、凋亡等一系列細(xì)胞功能，卻對(duì)FLT3-ITD陰性白血病細(xì)胞無顯著影響。 進(jìn)一步研究顯示，circMYBL2調(diào)控該疾病關(guān)鍵癌基因FLT3的蛋白翻譯過程；揭示了circMYBL2與RNA結(jié)合蛋白PTBP1形成復(fù)合體促進(jìn)了FLT3蛋白的翻譯效率（如上圖）。該工作報(bào)道了circRNA調(diào)控翻譯的新功能。

總結(jié)了過去20年來siRNA藥物在癌癥治療領(lǐng)域中的發(fā)展進(jìn)程、企業(yè)和市場(chǎng)分布狀況；分析和總結(jié)了功能性無機(jī)-有機(jī)雜體系在siRNA遞送進(jìn)展中的優(yōu)勢(shì)；總結(jié)了雜化納米材料構(gòu)建的基本策略，以優(yōu)化siRNA遞送。同時(shí)，他們還分析探討了該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。相關(guān)研究成果以“Engineering functional inorganic–organic hybrid systems: advances in siRNA therapeutics”為題發(fā)表在Chem. Soc. Rev.上（Chem. Soc. Rev., 2018, 47, 1969-1995），并入選該期的封面（Chem. Soc. Rev., 2018, 47, 1903-1903）。綜述第一作者沈建良博士于2014年畢業(yè)于我校化學(xué)學(xué)院，目前受聘于中科院溫州生物材料與工程研究所及溫州醫(yī)科大學(xué)眼視光學(xué)和視覺科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任課題組長，課題組主要從事智能多功能化納米制劑在腫瘤中的診療應(yīng)用。

熱重分析法（TG、TGA）是在升溫、恒溫或降溫過程中，觀察樣品的質(zhì)量隨溫度或時(shí)間的變化，目的是研究材料的熱穩(wěn)定性和組份。廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、涂料、藥品、催化劑、無機(jī)材料、金屬材料與復(fù)合材料等各領(lǐng)域的研究開發(fā)、工藝優(yōu)化與質(zhì)量監(jiān)控。

同步熱分析將熱重分析 TG 與差熱分析 DTA 或差示掃描量熱 DSC 結(jié)合為一體，在同一次測(cè)量中利用同一樣品可同步得到熱重與差熱信息。

（ i ）能夠阻礙 DNA 聚合酶在反轉(zhuǎn)錄過程的單堿基延伸；（ ii ）能夠降低缺口連接酶的連接效率。 SELECT 方法采用熒光定量 PCR 的方法進(jìn)行定量。結(jié)合方法優(yōu)化，發(fā)展了 SELECT 方法的 3 個(gè)應(yīng)用實(shí)例：（ i ）在生物學(xué)樣本總 RNA 或總 mRNA 中檢測(cè) mRNA 或 lncRNA 上單位點(diǎn)是否含有 m6A 修飾；（ ii ）檢測(cè)生物學(xué)樣本中特定 m6A 位點(diǎn)的修飾比例；（ iii ）鑒定 m6A 甲基轉(zhuǎn)移酶或去甲基酶的生理作用靶點(diǎn)。 SELECT 方法不僅簡化了生物學(xué)樣品中 m6A 修飾的檢測(cè)過程，實(shí)現(xiàn)低豐度 RNA 中 m6A 單堿基分辨率的檢測(cè)，還能夠應(yīng)用于其他 RNA 化學(xué)修飾的檢測(cè)中，例如 N1- 甲基腺嘌呤（ N1-methyladenosine ， m1A ）和 2’-O- 甲基化修飾（ 2’-O-methylation ， Nm) 等。