核糖核酸(RNA)是单链分子，在所有活生物体的细胞中起着至关重要的作用。例如，作为我们基因的“转录本”，mRNA通过在它们自己的序列中携带用于创建蛋白质的指令，从而参与遗传信息的翻译。康斯坦茨大学有机和细胞化学教授AndreasMarx解释说：“为了在细胞中发挥不同的功能，RNA在产生后通常需要进行化学修饰或在受损后进行修复。”

在人类中发现隐藏的RNA修复机制

在这里发挥作用的一种化学反应是两条RNA链在其各自相对末端的三步连接(连接)。这种反应由称为RNA连接酶的特殊酶触发，存在于从病毒到真菌和植物的所有生命形式中。在包括人类在内的脊椎动物中，这种RNA连接酶尚未被发现。

康斯坦茨的一个跨学科研究小组现在发现了第一个这种类型的人类RNA连接酶，蛋白质C12orf29。在细胞水平上，发表在NatureCommunications上的研究结果表明该酶具有抵抗细胞应激的保护功能。

我们细胞的抗氧化防御系统

“我们在对人类肺癌和肾细胞的广泛研究中注意到了C12orf29，我们在这些研究中寻找具有特定化学特征的蛋白质，并为此使用了新的化学工具。它引起了我们的注意，因为直到那时我们才了解蛋白质的功能是，”马克思说。

因此，研究人员开发并使用了各种方案来纯化和预测未探索蛋白质的结构，并进行实验以追踪其化学功能。因此，他们能够证明最初​​只是一个合理的怀疑：C12orf29使用三磷酸腺苷(ATP)连接RNA链。

研究人员能够详细证明这一过程遵循一种特征性的三步反应模式，这种模式从其他生命形式的其他RNA连接酶中已知。为了在细胞水平上更多地了解C12orf29的功能，研究人员在阐明化学机制后更进一步。

“我们使用CRISPR/Cas基因剪刀生成了一系列人类肾细胞，其中编码C12orf29的基因被敲除。然后我们能够在不同的实验条件下将这些敲除(KO)细胞与‘正常’肾细胞进行比较，"马克思解释道。

特别是，当用甲萘醌(一种维生素K)处理细胞时，在KO细胞和具有功能性RNA连接酶的野生型细胞之间观察到明显差异：相对低浓度的甲萘醌足以损伤KO细胞。相反，野生型细胞仅在显着更高的浓度下受损。

由于已知甲萘醌会引起氧化应激，研究人员从这一结果得出结论，C12orf29可防止细胞氧化应激。“我们假设以前隐藏的人类RNA修复机制是C12orf29的这种生物学功能的基础。我们现在需要在进一步的研究中检查这种机制，”马克思说。