科學家發現一種可能存在於地球上所有生命中的新型生物化學物質

組成生物的大量分子是如此複雜，生物學家們一直忽略了其中的一整類——直到現在。這種生物化學的缺失既不罕見也不難找到；只是以前沒人想過要找它。

“這是一個驚人的發現，發現了一類全新的生物分子，”斯坦福大學的生物化學家卡羅琳·貝爾託齊說，“這真是一個重磅炸彈，因為這一發現表明細胞中存在著我們完全未知的生物分子途徑。”

生物學家對我們的主要分子結構有相當好的瞭解。你有碳水化合物（如澱粉）、脂類（脂肪）、核酸（DNA）和蛋白質（肌肉）。

這些進一步分為亞型；例如，纖維素和糖是碳水化合物。然後是這些組之間的組合，例如不同的糖與紅細胞中的脂質結合，形成A、B、AB、O血型。

聚糖是糖分子鏈，可以透過糖基化過程與脂肪和蛋白質結合，幫助它們透過細胞運輸或摺疊成正確的形狀。它們參與許多生物學的基本過程，從胚胎髮育到病原體識別。

目前在波士頓兒童醫院的生物化學家瑞安·弗林領導的研究人員發現，聚糖也可以附著在非編碼RNA上。

這是一個令人驚訝的現象，因為RNA以前被認為只在細胞內發揮作用——在細胞核和體液內——而聚糖通常透過細胞小細胞器或細胞表面的膜與細胞分離。

“如果你相信教科書的話，RNA和聚糖存在於兩個不同的世界裡，”貝爾託齊說。

他們透過在實驗室細胞中用唾液酸標記乙二醇分子並提取RNA來解決這個問題。果不其然，一些純化的RNA有唾液酸標記的糖衣。

研究小組隨後在他們檢查的每一個細胞中發現了糖原RNA——在人類、老鼠、倉鼠和斑馬魚中——這些物種經過數億年的進化分離。這表明這些分子可能具有某種重要的生物學功能，這種功能在地球上的生命體中一直儲存著。

弗林和同事將糖原RNA的RNA片段與RNA資料庫進行比較，還發現其中一些分子與與疾病相關的RNA相匹配。

貝爾託齊解釋說：“一些被聚糖修飾形成糖類RNA的RNA與自身免疫性疾病有著骯髒的關聯史。”

以前人們認為這些RNA片段對我們的免疫系統來說幾乎是不可接近的，因為它們被安全地藏在我們的細胞內，只有在細胞死亡時才會釋放出來。

“我們發現糖類核糖核酸和蛋白質和脂質一樣存在於細胞表面。”弗林對波士頓兒童醫院的南希·弗利斯勒說，“這是令人興奮的，因為這意味著glycoRNAs可以直接參與細胞間的通訊。這之前被認為是RNA的禁區，而RNA在細胞表面並沒有發揮作用。”

我們現在對此考慮了很多，但你可以想象這樣的場景，即glycoRNAs可能與其他細胞表面生物分子（如糖蛋白/脂質）平行發揮作用，但具有不同的動力學、穩定性或構型。

聚糖直接與RNA連線的能力似乎不太可能，因此研究小組懷疑還有第三種非常小的分子充當膠水。

他們指出，並不是所有的聚糖都含有唾液酸——他們用唾液酸來檢測糖原核糖核酸——所以他們可能錯過了更多在這個分子類中發現的物種。

弗林說：“當你發現像這些糖核糖核酸這樣全新的東西時，你會問很多問題。”儘管glycoRNA的功能仍然是一個謎，但它們的發現有望很快導致更多的答案，可能與某些人的免疫系統麻煩有關。

這項研究發表在《細胞》雜誌上。