我们体内的细胞充满了被称为聚糖的糖，其他细胞可以通过专门的受体识别这些糖。通过附着和修饰蛋白质和脂肪，聚糖会影响蛋白质的折叠方式、信号在细胞之间的传递方式以及其他细胞与细胞之间的相互作用。作为聚糖重要性的一个例子，我们的血型（A、B、O）取决于红细胞将哪些糖纳入其保护层。

由哈佛大学干细胞和再生生物学助理教授 Ryan Flynn 领导的新研究揭示了一个全新的糖衣分子宇宙，这些分子附着在我们的细胞上。它们被称为糖基化 RNA 或 glycoRNA，出人意料地普遍存在——但之前没有人做过正确的实验来找到它们。它们为探索我们的身体如何运作和疾病的起源开辟了另一个维度。

Flynn 在斯坦福大学 Carolyn Bertozzi 的实验室发现了 glycoRNA，现在，他在波士顿儿童医院的新实验室开始探索这些分子的重要性。在最近发表于 细胞, 他和 Bertozzi 充实了一些早期的细节。 

“我们发现 glycoRNAs 位于细胞表面，就像蛋白质和脂质一样，”Flynn 说。 “这是令人兴奋的，因为这意味着 glycoRNA 可以直接参与细胞间的通讯。这以前被认为是 RNA 的禁区，人们认为 RNA 不会在细胞表面发挥作用。” 

探索新的生物演员

Flynn 和 Bertozzi 透露，glycoRNA 由小的非编码 RNA 组成——众所周知，这些 RNA 在细胞内发挥调节作用——被一类称为 N-聚糖的糖包裹着。在研究 glycoRNA 的用途时，Flynn 和 Bertozzi 注意到一些分子的 N-聚糖被一种叫做唾液酸的糖所覆盖。这激发了他们研究 glycoRNA 是否与 Siglecs 相互作用，Siglecs 是免疫细胞上已知与唾液酸结合的某些受体。

“这是我们脖子上的头发竖起来的地方，”Bertozzi 说。

当 RNA 存在时，Siglec 家族的某些成员（一类调节免疫细胞的蛋白质）会结合细胞。这导致 Flynn 怀疑 glycoRNAs 可以帮助微调我们的免疫系统，他的新实验室将研究 glycoRNAs 在自身免疫性疾病中的潜在作用。 

“Ryan 正坐在重磅炸弹上开始他的独立职业生涯，”Bertozzi 说。

桥接两个领域

glycoRNA 改变教科书的发现是偶然的。接受过 RNA 生物学培训的 Flynn 加入了专注于糖科学的 Bertozzi 实验室，以更好地了解聚糖的工作原理。 Bertozzi 和其他人几十年来一直使用生物正交化学的工具，这是 Bertozzi 实验室开创的领域，用于检测细胞表面的蛋白质和脂质聚糖。

“当时，RNA 世界和聚糖世界之间没有交集。它们是生物学的两个独立领域，”Bertozzi 说。 

Flynn 开始对聚糖着迷，并将 Bertozzi 的工具与检测 RNA 的方法结合起来。 “我将两个信息领域结合在一起，最初并没有太多进展，”他说。

弗林首先用特殊探针标记 RNA 和聚糖。令他惊讶的是，聚糖探针不断出现 RNA——尽管是非常小的 RNA，属于现存最小的 RNA。他和 Bertozzi 起初认为他们的样品中一定有人工制品或污染物。但弗林通过一系列实验证实了这一发现。

一旦他证明了 glycoRNAs 是真实的，Flynn 接下来表明 glycoRNAs 集中在细胞表面，就像糖蛋白和糖脂一样——并准备好与其他细胞相互作用。他现在想弄清楚 RNA 和聚糖是如何连接起来的，因为它们传统上位于细胞的不同隔间。

“每个人都认为我们在细胞表面有两只‘手’，现在我们知道我们有三只，”弗林说。 “我使用了我所拥有的 RNA 生物学的每一个杠杆，但如果我不在 Carolyn 的实验室里，就不可能发现 glycoRNA。”

来源文章：Flynn, RA, et al. (2021)。 小 RNA 用 N-聚糖修饰并显示在活细胞表面.细胞。 DOI: 10.1016/j.cell.2021.04.023