参考文献
在真核生物中，RNA聚合酶II参与转录的RNA分子在其转录过程中，会在5’端进行带帽修饰，通过三磷酸键连接一个7位甲基化的鸟嘌呤（m7G）。这种m7G 帽子结构早在40多年前就被科学家们解析，并发现其在RNA剪接、出核及维持RNA稳定等各个环节都发挥着重要的作用【1】。长期以来，这种m7G帽子结构被认为是真核生物唯一的带帽形式。然而，随着检测技术灵敏度的提高，在最近的十年中，其它类型的RNA“帽子”结构开始被科学家们发现。
在众多非m7G帽子结构中，首先被人们发现的是烟酰胺腺嘌呤 （NAD）帽子结构。它在2009年首次从大肠杆菌RNA中发现【2】，后来陆续在酵母、细胞系、植物和小鼠组织中被检测到【3-7】。与m7G帽子结构的转录后修饰不同的是，NAD帽子是随同RNA转录同时进行的【7】。在转录起始的时候，用NAD代替了经典的核糖核酸。NAD-RNA在细胞中的含量极其微少，仅为m7G-RNA的千分之一左右，且能够发生RNA剪接和多聚腺苷化等RNA合成的事件【5,6】。然而NAD-RNA的分布和功能至今仍然未知。
在RNA的降解过程中，RNA去帽是其必备的过程。在m7G-RNA的降解过程中，DCP2是其去帽酶【8】。DCP2通过水解m7G三磷酸中的磷酸键，解离5’端单磷酸RNA。这种解除帽子结构的单磷酸RNA随后会被核酸外切酶XRN1水解。对于NAD-RNA的去帽酶，人们的认知还较少。在2017年，有研究小组发现在真核生物的细胞核内，DXO可以通过水解整个NAD来完成NAD-RNA的脱帽5。但研究同时指出，并非所有NAD-RNA都可以通过这一方式脱帽。且由于NAD-RNA存在出核的可能性，其在细胞质内的监管机制尚不为人所知。
2019年12月24日，日内瓦大学分子生物学系Ramesh Pillai组的乌皓、李灵运、陈冠鸣等研究人员在Cell Reports杂志上发表了题为Decapping Enzyme NUDT12 Partners with BLMH for Cytoplasmic Surveillance of NAD-Capped RNAs 的研究成果。发现了新的NAD-RNA的去帽酶NUDT12。与DXO不同的是，NUDT12通过水解烟酰胺腺嘌呤二磷酸的磷酸键，从而移除烟酰胺帽子结构。
研究发现，NUDT12定位于细胞质中的一种未知的granule结构中，并且是以同源二聚体的形式存在。这种同源二聚作用对于其稳定性和催化活性都是至关重要的。并且发现了其相互作用蛋白BLMH。BLMH通过与NUDT12二聚体形成异源十二聚体的形式控制NUDT12的定位从而参与到NUDT12的功能当中。本研究同时解析了人源NUDT12的分子结构，对解析NUDT12的去帽功能进行了进一步的详尽阐述。最后，本研究通过基因敲除技术，构建了NUDT12敲除小鼠模型。RNA测序表明，在NUDT12敲除小鼠的肝脏中，per1, per2, per3等生物钟相关基因上调，提示NUDT12对NAD-RNA的去帽作用对肝脏中的生物钟具有紧密的调节作用。
本研究通过分子生物学、生物化学、结构生物学以及基因敲除等技术从多方位的阐述了新的细胞质中的NAD-RNA去帽酶NUDT12，为了解NAD-RNA的生物合成与降解极其功能提供了更多的理论基础。
制版人：珂
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