近日，中国科学院微生物研究所李洁研究团队在 Microbiology and Molecular Biology Reviews 在线发表题为“Archaeal RNA Processing and Regulation: Expanding the Functional Landscape”的综述文章，全面阐述古菌RNA加工与调控的最新研究进展，系统梳理了其在RNA代谢、基因表达调控、环境适应及进化中的核心作用，为深入理解古菌RNA代谢及三域生命基因调控网络提供新的框架和视角。
古菌作为生命的第三域，不仅在地球生物化学循环和生态系统中发挥着重要作用，且蕴含着揭示生命进化与真核生物起源的独特线索，同时也是新生命元件和生物制造技术创新的重要资源。RNA加工与调控是基因表达调控网络中的核心环节，但受限于古菌分离培养和遗传操作的技术瓶颈，相关研究长期滞后于细菌和真核生物。
本研究系统阐述了古菌中多层次的RNA加工与调控过程：全面总结了核糖体RNA(rRNA)、转运RNA(tRNA)、非编码小RNA(sRNA)及信使RNA(mRNA)等多类RNA分子的加工机制，强调了古菌独有的rRNA环化中间体及其复杂的tRNA剪接与修饰途径；解析了多种关键核酸内切酶和外切酶（如RNase P、RNase Z、β-CASP家族核酸酶、exosome等）在RNA加工成熟与降解中的功能；归纳了sRNA、5′和3′非翻译区以及RNA结合蛋白（如SmAPs、L7Ae、TRAM等）在转录后调控中的作用，揭示了古菌在RNA代谢中既具有原核特征又展示出真核复杂性的独特特征；强调了以上研究在理解三域生命的进化关联和基因调控网络多样性方面的重要意义。文章进一步提出，未来研究需整合高通量组学、分子和结构生物学、新型遗传操作及高效基因组编辑等前沿技术，以系统解析古菌RNA调控全景网络，并探索其在极端环境适应与合成生物学应用中的潜力。该综述不但为深入理解古菌RNA生物学特性提供了系统性理论框架，拓展了对生命进化及基因调控多样性的认知，也为极端微生物新功能元件的挖掘、功能改造及合成生物学领域的应用奠定了基础。
中国科学院微生物研究所博士研究生梁月婷和特别研究助理齐雯为论文的共同第一作者，微生物所李洁研究员为论文通讯作者。本研究得到了微生物所东秀珠研究员的支持与帮助。本研究得到了中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的经费资助。
原文链接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/mmbr.00318-24
图1 .古菌中不同RNA种类的加工成熟与RNA参与的调控和降解过程
图2 .古菌RNA生物学研究的挑战和机遇
