液-液相分离 (LLPS) 是一种可逆过程,可推动无膜细胞器 (MLO) 的形成,例如核仁、P 体和应力颗粒。在 LLPS 过程中,包括蛋白质和 RNA 在内的许多生物分子聚集在一起形成生物分子凝聚物,这在许多生物过程的调节中起着关键作用,例如细胞应激反应、体内平衡维持和发育。同时,越来越多的证据表明,LLPS 的失调与多种疾病密切相关,例如肌萎缩侧索硬化(ALS)、额颞叶痴呆(FTD)、阿尔茨海默病(AD)、癌症以及传染病。
近年来,新出现的证据证明 RNA 在 LLPS 的调节中也具有基础性作用。人们已经认识到,RNA 在细胞核中充当缓冲液,在那里高浓度的 RNA 使 RBP 保持可溶。此外,RNA 可以在没有蛋白质的情况下进行相分离并促进或抑制相分离。与蛋白质类似,RNA 也可以作为生物分子组装的种子,例如 lncRNA NEAT1,它通过与其他 RBP 相互作用来构建副斑点,从而起到支架的作用。此外,大量研究表明依赖于 RNA 的缩合物受到各种 RNA 特性的严格调控,例如 RNA 序列、结构、RNA 修饰、RNA-RNA 相互作用和 RNA-蛋白质相互作用。研究表明相对长的转录本优先参与SGs的形成,SGs有更多的位点与RNA结合蛋白 (RBPs) 和/或 RNAs 可能发生相互作用。此外,与结构性较差的 RNA 相比,高度结构化的 RNA 可以重新排列蛋白质聚集体的组成,以便与蛋白质进行更多的相互作用。G-四链体 (GQ) 是一种特定的 RNA 三级结构基序,可以在体外生理条件下触发 RNA 相分离。RNA 修饰等其他特征在相分离中也很重要。例如,N6-甲基腺苷(m 6A) 作为最普遍的 mRNA 修饰,被认为是结合哺乳动物细胞中 YTHDF 蛋白的多价支架。此外,RNA 表达水平对于凝聚物的形成和维持是必不可少的。最近对凝聚转录组的研究表明,SGs 的组装依赖于哺乳动物和酵母细胞中翻译不佳的 mRNA 的凝聚。值得注意的是,据报道,突变会影响依赖于 RNA 的 LLPS。例如,C90orf72 基因中引起疾病的 G4C2 重复扩增已被证明可在体外和体内介导 LLPS。总的来说,RNA 中编码的这些特征赋予特定的凝聚物生物物理特性,这对于稳态中的凝聚物功能至关重要。
许多研究已经关注了 RNA 在 LLPS 中的作用,但仍然没有关于 LLPS 相关 RNA 的综合数据资源。中山大学团队建立了一个液-液相分离的RNA综合数据库——RPS(http://rps.renlab.org),该数据库相关文章发表在Nucleic Acids Research期刊(IF=16.971),题名为:RPS: a comprehensive database of RNAs involved in liquid-liquid phase separation。该数据库包含 20 种不同的真核生物和病毒生物分子凝聚物中的 LLPS 相关RNA。RPS 包含21613个LLPS相关RNA,来源于文献挖掘、基于交互网络的高通量分析和预测。RPS 提供 LLPS 相关 RNA 和 LLPS 过程的基本信息,以及丰富的 RNA 注释,包括序列、RNA 二级结构、RNA-RNA/RBP 结合位点和修饰。