线粒体是真核细胞重要的能量和代谢工厂

深蓝色的畅想

线粒体是真核细胞重要的能量和代谢工厂。已知线粒体自身具有一个相对很小的DNA分子、用于编码十余种线粒体蛋白质及二十多种非编码RNA。绝大部分线粒体功能和结构所需的蛋白质及非编码RNA是由细胞核中的基因组DNA转录、产生、并随后被运入线粒体的。

SCIENCE CHINA Life Sciences发表中国科学技术大学单革教授实验室题为“Identification of mecciRNAs and their roles in the mitochondrial entry of proteins”的文章，发现一类由线粒体DNA编码的新型环RNA以及此类RNA的功能及其机制。非编码RNA是一大类不编码蛋白质、而在细胞中起着调控作用的RNA分子。该研究发现，多细胞动物的线粒体DNA编码数以百计的环状非编码RNA；作者将这类RNA命名为线粒体编码环RNA（MecciRNA）。进一步研究了线粒体编码环RNA的功能及其机制，发现此类环RNA可以在线粒体外的细胞质中与正在翻译中的核基因编码蛋白质结合，然后促进该蛋白质转运入线粒体。线粒体编码环RNA参与了细胞对一系列应激的反应，并且在肝癌中、至少有两种线粒体编码环RNA是显著增多的。一定意义上，可以说线粒体通过编码产生环RNA、从而能够“主动”从细胞质中促进特定蛋白质的运入；而不仅仅像过去认为的仅仅“被动”接受细胞核编码蛋白质的转运。


环形RNA分子最近数年引起了研究人员的广泛关注，此前单革教授实验室还发现过另一类环RNA分子，即外显子-内含子环形RNA（EIciRNA）。此次发现线粒体编码环RNA、以及对其功能及其机制的研究，加深了对线粒体转录产物复杂性的认识、也进一步丰富了对环RNA以及非编码RNA种类和功能的认知。对于与这些环RNA相关的一系列科学问题还有待于后续进一步研究。