藥學院金漢永副教授在揭示轉運RNA（tRNA）片段的生物發生機制及細胞如何利用tRNA片段應對內質網應激（ER stress）方面取得了重要突破，并以第一作者身份在《自然-通訊》（Nature Communications）發表最新研究成果。該研究深入探討了IRE1α酶在細胞內質網應激條件下生成特定tRNA片段的過程及其在癌細胞增殖和適應性中的關鍵作用，為癌癥生物學和細胞應激反應的研究提供了新的見解。

近年來，tRNA衍生片段（tRFs or tsRNA）作為新型非編碼RNA類型逐漸受到關注，其在癌癥、代謝紊亂和表觀遺傳傳遞等領域的潛在調控功能使其成為研究熱點。盡管tRNA片段在疾病調控中發揮重要作用，但其生物發生機制尚不明確。針對這一問題，金漢永帶領團隊重點研究IRE1α酶，該酶作為細胞內質網應激反應的關鍵調控因子，在應激條件下能夠選擇性切割具有莖環結構的靶基因RNA，并被證明能夠調節蛋白質折疊反應（UPR）。由于tRNA具有莖環的三葉草結構，且某些特定tRNA（如GlyGCC和CysGCA）包含IRE1α酶切割的共識序列，研究團隊提出了一個假設：IRE1α是否能夠通過切割特定tRNA生成功能性tRNA片段，并在應激條件下影響細胞生長和適應性。

研究結果表明，在不同生物中，IRE1α同源物在內質網應激條件下選擇性地在同一位點裂解tRNAGly(GCC）的反密碼子環，生成具有生物學功能的5′-tRH-GlyGCC片段。該片段通過與核糖核蛋白HNRNPM和HNRNPH2結合，在細胞核內調控靶基因mRNA的選擇性剪接（alternative splicing），從而促進癌細胞的增殖。這一機制展示了tRNA片段在細胞應激反應中的保守功能，表明它們不僅是應激的反應標記物，還在細胞適應和癌癥生長中發揮著重要作用。

該研究成果是我校自建校以來首次以第一單位發表的《自然》子刊文章。該研究由我校與韓國中央大學、NES Biotechnology公司以及韓國大邱加圖立大學合作完成。研究得到了國家自然科學基金地區基金項目、我校“圖們江學者支持計劃”等項目的支持。

《自然—通訊》（Nature Communications）是自然出版集團于2010年創刊的《自然》系列子刊，涵蓋多種學科，旨在發布嚴謹且具有綜合性的重大研究進展。該期刊2024年的影響因子為14.7，是中國科學院一區的頂級期刊。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-53624-4

內質網應激下IRE1α選擇性生成5′-tRH-GlyGCC及其介導腫瘤發展的詳細調控機制