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西湖大學施一公團隊新發現：植物蛋白可從頭合成RNA

西湖大學施一公團隊新發現：植物蛋白可從頭合成RNA

俄羅斯衛星通訊社

科技日報記者10月28日從西湖大學獲悉，該校遺傳物質表達與重構全國重點實驗室施一公教授團隊日前在《Vita》期刊發表研究論文，報道了一項打破傳統認知的發現：水稻蛋白OsNTP4能夠在體外條件下自主從頭合成RNA（核糖核酸）。研究還證實，水稻OsNTP10、擬南芥AtURT1蛋白同樣具備類似活性。 2026年10月29日, 俄羅斯衛星通訊社

2026-10-29T18:28+0800

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佔謝超回憶，這項研究的啓動，源於對人體免疫蛋白cGAS的追蹤。cGAS可識別細胞質中異常的DNA，啓動先天免疫。但科學界一直沒能在植物里找到序列相似的同源蛋白。研究團隊希望跳出傳統氨基酸序列比對的思路，借助AlphaFold蛋白結構數據庫，以cGAS催化結構域的三維結構為線索，尋找結構相似的蛋白。研究人員從水稻、擬南芥、玉米蛋白結構中初步篩選出266個候選蛋白，再依據催化位點篩選得到19個目標蛋白。其中，水稻蛋白OsNTP4進入研究視野——儘管它和cGAS氨基酸序列差異很大，但二者催化中心結構高度相近。研究團隊原本猜想OsNTP4和cGAS功能相近。cGAS在識別DNA之後，會利用核苷酸生成環狀小分子。他們把四種常見的核苷酸和OsNTP4混合在一起，驗證是否會產生類似的反應。實驗卻意外發現，其中兩種核苷酸在反應過程中消失，生成了長短在50至300個核苷酸之間的鏈狀產物。研究人員通過不同手段驗證，確認產物是RNA分子。為證明RNA分子合成活性來自蛋白本身，排除雜質污染，研究團隊耗時近一年開展多重驗證。他們對蛋白做質譜檢測、蛋白酶降解處理，還制備蛋白晶體反復洗滌提純。最終提純後的OsNTP4晶體溶解後，依舊保留合成RNA的能力，證實RNA分子合成活性來自蛋白自身。進一步實驗表明，該能力並非OsNTP4獨有，水稻OsNTP10、擬南芥AtURT1也可以從頭合成RNA。佔謝超強調，目前相關結論均來自體外實驗，這類蛋白在植物細胞內是否發揮同樣作用，仍有待探索。研究團隊將繼續解析反應機理、探明合成RNA的生理功能，同時探究該類蛋白在更多物種中的分布。（科技日報記者 劉園園）

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