一项关于RNA修饰的突破性研究近日在国际权威期刊《自然·通讯》发表。来自浙江万里学院、香港浸会大学及宁波东方理工大学的联合科研团队,成功开发出新型测序技术,首次绘制出大肠杆菌NAD加帽RNA的全转录组高分辨率图谱,为解析细菌基因表达调控机制提供了全新工具。
传统认知中,真核生物mRNA的5'端存在7-甲基鸟苷(m7G)修饰,这种"帽子"结构既能保护RNA免受降解,又能促进蛋白质合成。而细菌RNA长期被认为仅有裸露的三磷酸末端结构。直到近年科学家才发现,细菌RNA同样存在特殊修饰——烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)可作为起始核苷酸直接整合到RNA链中,形成NAD-RNA。但受限于检测技术,这类修饰的转录起点定位和短链RNA捕获始终存在技术瓶颈。
研究团队通过创新设计两套互补的分子检测体系突破了技术困局。其中pNAD-seq技术采用特异性化学反应,能够精准识别并定位带有NAD帽子的RNA分子;配套开发的NAD linkSeq技术则依托纳米孔测序平台,实现了对完整RNA序列的无损读取。这两种技术的协同应用,使团队成功构建出迄今最完整的大肠杆菌NAD加帽RNA图谱。
该图谱不仅清晰标注了受NAD修饰的基因位点,更揭示出转录起始位点附近存在RDAY保守序列特征。研究负责人指出,这一发现相当于在基因密码中识别出特定"标识符",为后续通过人工干预调控基因表达提供了潜在靶点。特别值得注意的是,NAD作为细胞能量代谢的核心分子,其参与RNA修饰的机制可能连接着代谢状态与基因表达调控的深层联系。
这项突破不仅解决了长期困扰该领域的技术难题,更为研究病原菌致病机制、抗生素耐药性产生以及合成生物学应用开辟了新方向。通过追踪NAD加帽RNA的动态变化,科学家有望深入理解细菌如何通过这种特殊修饰应对环境压力,进而开发出新型抗菌策略或基因调控工具。











