细胞利用mRNA将DNA中的遗传信息携带到核糖体中，指导蛋白质的合成。而DNA中含有大量的非编码序列（例如内含子），因此从DNA经过转录反应获得的pre-mRNA，要经过剪接过程去除内含子，才能成为可以用于蛋白质合成的成熟mRNA。除此之外，细胞还可以通过可变剪接过程，拼接pre-mRNA中的不同片段，从同一种pre-mRNA出发，获得编码不同蛋白质的成熟mRNA，大大提高了基因编码的效率，丰富了蛋白质的多样性。
在真核生物中，催化RNA剪接和可变剪接过程的分子机器叫做剪接体，剪接体由5种RNA和超过200种蛋白质构成并执行催化作用。而在没有蛋白质存在的情况下，由RNA构成的自剪接内含子也可以自催化完成剪接过程。那么，DNA能否像蛋白质和RNA一样，催化RNA的剪接和可变剪接过程呢？
近日，南京大学现代工学院于涵洋教授课题组利用具有RNA内切酶活性的脱氧核酶8-17，和具有RNA连接酶活性的脱氧核酶7CX10，建立了一种由DNA催化的RNA剪接和可变剪接方法。利用DNA催化的RNA剪接过程，本研究首先调节了RNA G四链体结构的形成和锤头核酶活性的恢复。
图1 利用DNA催化的RNA剪接反应产生G四链体结构
图2 利用DNA催化的RNA剪接反应调节锤头核酶活性
模拟细胞内的生理过程，本研究随后利用两组脱氧核酶，通过可变剪接共同的RNA前体，产生了具有不同功能活性的剪接异构体。
图3 利用DNA催化的RNA可变剪接反应获得具有不同功能活性的剪接异构体
总之，这一研究工作证明了与蛋白质和RNA一样，DNA也可以催化RNA的剪接和可变剪接过程，在概念上促进了对复杂的DNA-RNA相互作用的理解，突出了DNA在催化仿生反应中的多功能性。
这一成果以DNA-catalysed alternative RNA splicing为题，近期发表在Chemical Communications上，直博生魏东瀛是该文章的第一作者，于涵洋教授和李喆教授是文章的通讯作者，高明媚、郭佳杰、王月瑶和李欣彤博士对该工作亦有贡献。
原文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/CC/D2CC00812B
原文引用：10.1039/d2cc00812b
