绝大部分真核生物基因组由编码蛋白质的外显子序列和不编码的内含子序列组成。基因表达过程中，拼接复合体将内含子以套索NA的形式切除，同时连接外显子为成熟的mRNA，运出细胞核被翻译成蛋白质。一般认为被切除的内含子是RNA拼接过程中的“副产物”，没有重要的功能。然而，负责将内含子套索RNA降解的去分支酶DBR1突变导致胚胎致死，提示套索RNA的清除对生物的存活至关重要。然而，由于套索RNA结构的特殊性，体外合成和体内捕获套索RNA在技术上都很有挑战。因此，DBR1如何识别并降解内含子套索RNA的机制并不清楚。
生命科学学院郑丙莲教授团队联合麻锦彪教授课题组，11月20日在Molecular Cell发表了题为“Debranching enzyme DBR1 mediated lariat RNA turnover requires ALBA proteins in Arabidopsis”的论文。该研究鉴定了内含子套索RNA降解的关键辅因子ALBA蛋白家族。研究结果发现ALBA蛋白通过双重机制促进套索RNA降解：一方面与DBR1相互作用来增强DBR1酶活，另一方面结合套索RNA来促进DBR1识别底物。
为了鉴定DBR1的辅因子，本研究通过免疫共沉淀结合质谱分析筛选到六个ALBA家族蛋白与DBR1存在相互作用。进一步的遗传学和生化实验证实，ALBA蛋白通过其N端的ALBA结构域与DBR1结合，增强DBR1的去分支酶的活性。同时，ALBA蛋白上富含RGG/RG基序的C端则直接结合套索RNA，协助DBR1结合并作用于套索RNA。
缺失ALBA的六突变体（alba）表现出与dbr1突变体相似的发育异常表型，并积累大量套索RNA。alba和dbr1-2的高级突变体在套索RNA积累表型上没有叠加，说明二者位于同一遗传途径共同调控套索RNA降解。
有趣的是低温胁迫条件下ALBA与DBR1的相互作用程度减弱，导致套索RNA异常积累。机制研究发现低温胁迫条件下ALBA而非DBR1进入应激颗粒，导致二者在空间分上离，因此套索RNA降解变慢。进一步分析表明，这种套索RNA滞留影响了冷响应基因的转录，降低植物的抗冷性。由此该研究提出了一个调控模型：ALBA-DBR1模块通过促进套索RNA代谢维持基因转录的正常进行，是植物应对冷胁迫的重要分子机制。
本研究不仅首次揭示了DBR1识别并降解套索RNA的作用机制，还通过利用酶活缺失的DBR1进行免疫共沉淀并结合RIP-seq的方式首次在体内捕捉到了DBR1结合套索RNA的特征，这个研究体系为全面揭示套索RNA代谢调控的机制和功能研究提供了重要的思路。
文章链接：https://doi.org/ 10.1016/j.molcel.2025.10.021
来源：生命科学学院
