液-液相分離 (LLPS) 是一種可逆過(guò)程,可推動(dòng)無(wú)膜細(xì)胞器 (MLO) 的形成,例如核仁、P 體和應(yīng)力顆粒。在 LLPS 過(guò)程中,包括蛋白質(zhì)和 RNA 在內(nèi)的許多生物分子聚集在一起形成生物分子凝聚物,這在許多生物過(guò)程的調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵作用,例如細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)、體內(nèi)平衡維持和發(fā)育。同時(shí),越來(lái)越多的證據(jù)表明,LLPS 的失調(diào)與多種疾病密切相關(guān),例如肌萎縮側(cè)索硬化(ALS)、額顳葉癡呆(FTD)、阿爾茨海默病(AD)、癌癥以及傳染病。
近年來(lái),新出現(xiàn)的證據(jù)證明 RNA 在 LLPS 的調(diào)節(jié)中也具有基礎(chǔ)性作用。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,RNA 在細(xì)胞核中充當(dāng)緩沖液,在那里高濃度的 RNA 使 RBP 保持可溶。此外,RNA 可以在沒(méi)有蛋白質(zhì)的情況下進(jìn)行相分離并促進(jìn)或抑制相分離。與蛋白質(zhì)類似,RNA 也可以作為生物分子組裝的種子,例如 lncRNA NEAT1,它通過(guò)與其他 RBP 相互作用來(lái)構(gòu)建副斑點(diǎn),從而起到支架的作用。此外,大量研究表明依賴于 RNA 的縮合物受到各種 RNA 特性的嚴(yán)格調(diào)控,例如 RNA 序列、結(jié)構(gòu)、RNA 修飾、RNA-RNA 相互作用和 RNA-蛋白質(zhì)相互作用。研究表明相對(duì)長(zhǎng)的轉(zhuǎn)錄本優(yōu)先參與SGs的形成,SGs有更多的位點(diǎn)與RNA結(jié)合蛋白 (RBPs) 和/或 RNAs 可能發(fā)生相互作用。此外,與結(jié)構(gòu)性較差的 RNA 相比,高度結(jié)構(gòu)化的 RNA 可以重新排列蛋白質(zhì)聚集體的組成,以便與蛋白質(zhì)進(jìn)行更多的相互作用。G-四鏈體 (GQ) 是一種特定的 RNA 三級(jí)結(jié)構(gòu)基序,可以在體外生理?xiàng)l件下觸發(fā) RNA 相分離。RNA 修飾等其他特征在相分離中也很重要。例如,N6-甲基腺苷(m 6A) 作為最普遍的 mRNA 修飾,被認(rèn)為是結(jié)合哺乳動(dòng)物細(xì)胞中 YTHDF 蛋白的多價(jià)支架。此外,RNA 表達(dá)水平對(duì)于凝聚物的形成和維持是必不可少的。最近對(duì)凝聚轉(zhuǎn)錄組的研究表明,SGs 的組裝依賴于哺乳動(dòng)物和酵母細(xì)胞中翻譯不佳的 mRNA 的凝聚。值得注意的是,據(jù)報(bào)道,突變會(huì)影響依賴于 RNA 的 LLPS。例如,C90orf72 基因中引起疾病的 G4C2 重復(fù)擴(kuò)增已被證明可在體外和體內(nèi)介導(dǎo) LLPS??偟膩?lái)說(shuō),RNA 中編碼的這些特征賦予特定的凝聚物生物物理特性,這對(duì)于穩(wěn)態(tài)中的凝聚物功能至關(guān)重要。
許多研究已經(jīng)關(guān)注了 RNA 在 LLPS 中的作用,但仍然沒(méi)有關(guān)于 LLPS 相關(guān) RNA 的綜合數(shù)據(jù)資源。中山大學(xué)團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)液-液相分離的RNA綜合數(shù)據(jù)庫(kù)——RPS(http://rps.renlab.org),該數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)文章發(fā)表在Nucleic Acids Research期刊(IF=16.971),題名為:RPS: a comprehensive database of RNAs involved in liquid-liquid phase separation。該數(shù)據(jù)庫(kù)包含 20 種不同的真核生物和病毒生物分子凝聚物中的 LLPS 相關(guān)RNA。RPS 包含21613個(gè)LLPS相關(guān)RNA,來(lái)源于文獻(xiàn)挖掘、基于交互網(wǎng)絡(luò)的高通量分析和預(yù)測(cè)。RPS 提供 LLPS 相關(guān) RNA 和 LLPS 過(guò)程的基本信息,以及豐富的 RNA 注釋,包括序列、RNA 二級(jí)結(jié)構(gòu)、RNA-RNA/RBP 結(jié)合位點(diǎn)和修飾。