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科学家发现过多的RNA会使细胞缺乏能量

Science Daily2026年10月21日 13:02

科学家发现病毒干扰身体细胞的新方式。当过多的RNA在细胞内积累时,会损害产生能量的结构,可能使细胞难以正常功能。德克萨斯A&M大学兽医药学院和生物医学科学学院(VMBS)的研究人员领导的新研究发现,在痘病毒感染期间产生的过量RNA会损害线粒体,这些微小结构负责产生细胞生存所需的大部分能量。研究发表在《美国国家科学院院刊》上,揭示了RNA积累与细胞能量生产之间的意外联系。这些发现可能对病毒感染以外的领域产生影响,可能帮助科学家更好地理解与衰老相关的疾病,并改善基于RNA的医学治疗,包括mRNA疫苗。"科学家们早已知道RNA降解有助于控制蛋白质生产和去除缺陷RNA,"VMBS兽医病理生物学系教授杨志龙博士说。"我们的研究揭示了另一个重要作用:它帮助细胞维持所需的能量,确保其正常功能。"细胞在正常活动过程中不断产生和降解RNA。这一清理过程,称为RNA降解,帮助调节蛋白质生产,消除故障RNA,并控制免疫反应。新的发现表明,它通过保护细胞的能量供应实现了另一个关键功能。过多的RNA是如何损害细胞的RNA在维持细胞功能中扮演着几个重要角色。例如,信使RNA(mRNA)携带遗传指令,告诉细胞生产哪些蛋白质。这些蛋白质对于细胞进行的一切活动至关重要,从维持其结构到执行必要的化学反应。另一种类型,双链RNA(dsRNA),在病毒感染期间经常出现。它的存在可以作为警告信号,提醒免疫系统可能有病毒进入细胞。病毒通常在感染的细胞内大量产生RNA。通常,细胞清理系统会帮助防止RNA积累到有害水平。然而,当RNA的产生超过细胞降解它的能力时,过量的物质可能会干扰线粒体并减少能量产生。科学家们已经理解,过量的双链RNA可能会激发潜在有害的免疫反应。让研究人员感到惊讶的是,他们发现过多的普通信使RNA也可能损害线粒体。"mRNA是我们细胞的正常成分,但似乎就像很多好东西一样,如果我们摄入过多,就会对细胞造成问题,"杨博士说。"当过多的RNA积累,包括mRNA时,它会损害线粒体,并干扰细胞的能量生产能力。"这给病毒带来了不同寻常的挑战。尽管病毒完全依赖所感染的细胞来提供能量和制造蛋白质,但产生过量的病毒RNA可能会损害它们繁殖所需的机器。根据杨博士的说法,痘病毒(包括天花和猴痘病毒)似乎有能力管理这个问题。它们利用RNA清理机制移除多余的RNA,帮助感染细胞保持功能,以便病毒复制继续进行。"如果细胞不健康,病毒就不会良好复制,"杨博士说。"病毒需要保持细胞内的RNA水平平衡。"科学家们发现RNA可以直接损害线粒体研究中最意想不到的发现之一出现在研究人员调查过量RNA如何影响线粒体时。起初,研究团队怀疑RNA积累通过激活免疫系统间接损害这些细胞动力中心。某些类型的RNA已知可以触发防御反应,这可能会对感染细胞施加额外压力。然而,实验表明,损害并不需要免疫反应。"当我们仅分离线粒体并添加RNA时,仍然看到线粒体损害,"该研究的第一作者迪贾马尔·布拉希姆·贝尔哈乌里博士说。"那时我们意识到这可能是对RNA的一种之前未知的细胞反应。"研究人员还观察到,在免疫激活显著发生之前,线粒体问题就已经出现。此外,损害并不依赖于感染期间通常激活的免疫途径。这些结果表明,过量RNA本身可能干扰线粒体功能,而不仅仅是通过身体对病毒的反应造成损害。具体机制仍不清楚,但研究人员提出了涉及电荷的可能解释。线粒体通过维持内膜的电化学差异来产生能量。这种差异帮助

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