核糖核酸(RNA)是单链分子，在所有生物体的细胞中起着至关重要的作用。例如，作为我们基因的“转录本”，mRNA通过在其自己的序列中携带产生蛋白质的指令来参与遗传信息的翻译。“为了在细胞中实现其多种功能，RNA通常需要在产生后进行化学修饰或在损伤后进行修复，”康斯坦茨大学有机和细胞化学教授Andreas Marx解释说。

在这里起作用的一种化学反应是两条RNA链在其各自相反末端的三步连接(连接)。这种反应是由称为RNA连接酶的特殊酶触发的，存在于所有形式的生命中，从病毒到真菌和植物。在包括人类在内的脊椎动物中，这种RNA连接酶尚未被鉴定出来。

来自康斯坦茨的一个跨学科研究小组现在已经发现了这种类型的第一个人类RNA连接酶，即蛋白质C12orf29。在细胞水平上，发表在Nature Communications上的研究结果显示，该酶对细胞应激具有保护功能。

我们细胞的抗氧化防御系统

“我们在对人肺癌和肾细胞的广泛研究中注意到C12orf29，我们在寻找具有特定化学特征的蛋白质，并且我们使用了新的化学工具。它引起了我们的注意，因为在此之前，人们还不了解蛋白质的功能是什么，“马克思说。

因此，研究人员开发并使用各种方案来纯化和预测未探索蛋白质的结构，并进行实验以追踪其化学功能。因此，他们能够证明最初只是一个合理的怀疑：C12orf29使用三磷酸腺苷(ATP)连接RNA链。

研究人员能够详细证明，这一过程遵循其他生命形式的其他RNA连接酶已知的特征性的三步反应模式。为了更多地了解C12orf29在细胞水平上的功能，研究人员在阐明了化学机制后更进一步。

“我们使用CRISPR / Cas基因剪刀来生成一系列人类肾细胞，其中编码C12orf29的基因被敲除。然后我们能够在不同的实验条件下将这些敲除(KO)细胞与“正常”肾细胞进行比较，“马克思解释说。

特别是，当用甲萘醌(一种K族维生素)处理细胞时，在KO细胞和具有功能性RNA连接酶的野生型细胞之间观察到明显的差异：相对低浓度的甲萘醌足以损害KO细胞。相比之下，野生型细胞仅在显着较高的浓度下受损。

由于已知甲萘醌会引起氧化应激，研究人员从这一结果得出结论，C12orf29可以防止氧化细胞应激。“我们假设以前隐藏的人类RNA修复机制是C12orf29生物学功能的基础。我们现在需要在进一步的研究中研究这种机制，“马克思说。