近日，北京理工大学生命学院的金花教授团队在WIREs RNA（Wiley Interdisciplinary Reviews - RNA）发表了题为“Revealing the hidden RBP-RNA interactions with RNA modification enzyme-based strategies”的综述。文章综述了RNA修饰酶的特点和基于RNA修饰酶开发的蛋白质与RNA互作的研究方法。该工作以金花教授和博士生李冲为共同第一作者，朴威兰博士为通讯作者，北京理工大学为第一通讯单位。

RNA结合蛋白（RNA-binding proteins，RBPs）是生物体内强有力的多功能调节因子，通过在多个水平上调节基因表达，在生物体发育、代谢和各种疾病中发挥重要作用。对RBP功能深入研究的需求，推动了RBP-RNA相互作用检测方法的快速发展。近年来，将RNA修饰酶（RNA modification enzymes，RME）与感兴趣的RBP融合的检测方法开发成为一个热门研究方向。该文章综述了包括作用于RNA的腺嘌呤脱氨基酶ADAR、末端核苷酸转移酶TENT和激活诱导的胞嘧啶脱氨酶/载脂蛋白B mRNA编辑酶催化多肽样（AID/APOBEC）蛋白家族脱氨酶在内的，RNA修饰酶的生物学功能、生物化学活性和来自于酶自身与其结构域和伴侣蛋白的底物特异性。同时，讨论了RNA修饰酶活性筛选系统，以及具有工程酶活性的RNA修饰酶突变。此外，文章提供了基于RNA修饰酶和基于交联和免疫纯化（CLIP）的RBP靶标检测策略的基本原理、优缺点和应用的系统概述，包括基于A-G的RNA编辑酶鉴定RNA结合蛋白靶标的TRIBE（Targets of RNA-binding proteins Identified By Editing）、基于RNA加尾酶的方法RNA Tagging、C-U的RNA编辑酶APOBEC1介导的编辑靶标分析技术STAMP（Surveying Targets by APOBEC-Mediated Profiling）、CLIP-seq及其衍生技术 （图1）。

这篇综述指出经典的CLIP方法存在抗体依赖性、假阳性高、重复性低的弊端，即使是改进后的iCLIP技术仍存在实验操作繁琐的缺点，经历了十几年的优化过程后，CLIP衍生技术走向了成熟。CLIP的改进版本构建了上百种RBP和RNA互作数据库，并且完成了高通量检测方法ABC的开发。同时，文章也指出RBP-RME方法可以检测细胞特异性的、不同种类和不同亚细胞结构RNA靶标的特点，并且具有同源异构体RNA（isoform）敏感性，这使得RBP-RME方法如TRIBE/STAMP具有潜在的强大功能，进一步奠定了RBP-RME方法的基石地位。文章首次提出RBP-RME方法的应用规则和测序方法选择指南，并且在CLIP-seq为基础的方法和RBP-RME方法两者的选择中给出具有参考价值的建议。根据这篇论文，人们可以洞察RNA修饰酶及RBP-RME方法的未来应用和改进方向。

遗传与病理实验室长期从事RNA编辑酶改造与检测RBP-RNA互作方法的开发工作。2021年，在Science旗下的子刊Science Advances发表题为“TRIBE editing reveals specific mRNA targets of eIF4E-BP in Drosophila and in mammals”的研究论文，该论文在哺乳动物中利用TRIBE的改进版本HyperTRIBE证明，在果蝇和哺乳动物体内mTOR抑制条件下，eIF4E结合蛋白（4E-BP）通过eIF4E与一组特定的mRNA结合并抑制它们的翻译。这些结果解释了4E-BP如何优先抑制具有TOP基序的mRNA子集的翻译，为4E-BP和它的靶标mRNA体内互作提供了第一个体内证据。2023年，课题组朴威兰博士和博士生李冲为共同第一作者，在International Journal of Molecular Sciences发表题为“Identification of RNA-Binding Protein Targets with HyperTRIBE in  Saccharomyces cerevisiae ”的研究论文。该文章通过将RBP融合到人类RNA编辑酶ADAR2的高活性催化结构域，并在酵母细胞中表达融合蛋白，首次在酵母中建立了有效的HyperTRIBE技术，鉴定了RNA结合蛋白KHD1p和BFR1p的RNA靶标。

本实验室和其他研究团队的研究成果显示，HyperTRIBE具有无需抗体、背景低、灵敏度高、重复性好、文库制备过程简单等优势，为酿酒酵母、哺乳动物、果蝇和植物中RBP靶标的鉴定提供了可靠的策略（图2）。未来针对编辑酶的改造和其他RBP-RME方法的改进，将进一步提高RBP的RNA靶标鉴定效率并加深对生物学原理和人类健康与疾病的理解。

实验室相关研究由国家自然科学基金面上项目和中央高校基本科研业务费专项资金资助，北京理工大学生物与医学工程公共实验中心提供仪器、技术等支持。

全文链接：https://wires.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/wrna.1863