无膜细胞器（MLOs），又称为“生物分子凝聚体”，是通过液-液相分离（LLPS）这一生物过程形成的。这些MLOs是由蛋白质和核酸构成的高度动态结构。
尽管蛋白质在LLPS中的作用已被广泛探讨，但科学界对RNA的作用日益关注。RNA在众多生物功能中扮演着重要角色，包括编码、解码、调节及基因表达，最终影响蛋白质在相分离中的作用。
最新研究表明，MLOs中富含RNA，这些RNA通过传统方法难以提取，但可以通过改进的方法（如针状剪切和加热）有效回收，这种特性被称为半可提取性。这些半可提取的RNA是疾病诊断和治疗中的重要生物标志物和药物靶点。然而，成功鉴定和表征这些RNA的研究仍然较少。
为了解决这一研究空白，早稻田大学的助理教授曾超博士与早稻田大学的Michiaki Hamada博士、熊本大学的Takeshi Chujo博士和大阪大学的Tetsuro Hirose博士合作，开发了一种新的生物信息学管道，以定义人类细胞系中的半可提取RNA。他们的研究成果于2023年7月19日发表在《核酸研究》杂志上。
该团队对五个人类细胞系A10、A549、HEK293、HeLa和HAP1进行了细胞RNA提取和测序，并使用多种计算方法进一步分析RNA测序数据。他们对常规RNA提取法和改进提取法提取的样品进行了差异表达分析，发现所有五种细胞系中的RNA转录本均为半可提取的。
研究还探讨了重复序列密度和序列基序对半可提取性的潜在影响。此外，研究人员使用SEEKR算法进行k-mer分析，根据k-mer含量对半可提取RNA进行功能分类。
Chao Zeng分享了他们研究的亮点，他表示：“通过新开发的生物信息学分析管道，我们分析了来自培养的人类细胞类型的原始实验数据，并成功鉴定和表征了1,074种半可提取的RNA，这些RNA可能参与了无膜细胞器的相分离。”
在研究半可提取RNA在染色质和细胞内的定位后，研究小组发现这些RNA在抑制和重复异染色质（深色染色）区域富集，尤其是在polycomb抑制区域。在细胞内，RNA主要集中在细胞核中，包括核仁，但与染色质分离。
此外，研究人员假设半可提取的RNA可能作为与其他RNA相互作用的平台。为了验证这一假设，他们将半可提取的RNA与近600种与多种其他RNA形成蛋白质介导的RNA-RNA相互作用的枢纽RNA进行了比较，发现半可提取的RNA确实在RNA-RNA相互作用中发挥了关键作用。
对半可提取RNA的进一步分析显示，RNA结合蛋白明显倾向于结合与RNA相关的富AU区域。尽管信使RNA通常在3'端表现出富含AU的区域以调节RNA的稳定性，但半可提取的RNA在5'端表现出AU区域的富集，暗示其可能参与尚未发现的功能。
该研究提供了人类细胞系中半可提取RNA的首个数据集，为基于RNA的相分离研究提供了宝贵资源。Michiaki Hamada总结道：“未来半可提取RNA与RNA相互作用的整合将为RNA诱导的细胞相分离的分子机制提供新的见解。”
该研究结果为探索RNA在癌症发生与进展、病毒RNA降解及细胞应激反应等生物过程中的作用提供了新的视角，并可能推动癌症和传染病治疗策略的发展。
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