撰文丨十一月
当提到磷酸化修饰你会想到什么？可能是蛋白质的翻译后修饰、加上修饰的激酶以及擦除修饰的磷酸酶以及磷酸化对蛋白质功能的影响。那么RNA上存在磷酸化修饰吗？RNA上的磷酸化修饰具有负责写入和擦除的酶吗？RNA上的磷酸化修饰具有生物学功能吗？这些问题的提出激动人心，想要回答这些天马行空的问题也是不容易的。
年4月27日，日本东京大学TsutomuSuzuki研究组以及KozoTomita研究组合作在Nature上发表了文章ReversibleRNAphosphorylationstabilizestRNAforcellularthermotolerance，揭开了超嗜热古细菌tRNA上新型磷酸化修饰，并确认了该修饰在维持热稳定性中的作用。
mRNA上具有甲基化修饰m6A调节mRNA的代谢，影响转录本的翻译以及稳定性。tRNA上具有一些转录后修饰（Post-transcriptionalmodification），这些转录后修饰对于tRNA对于其稳定性和生物学功能非常关键。对于嗜热微生物来说，tRNAs上的修饰对于维持在极端生长温度下的热稳定性非常关键。RNA目前被发现超过多种分子生物学修饰，其中80%的RNA修饰是在tRNA上被发现的。tRNA的结构包括D-loop、T-loop以及V-loop（图1），所知道一些tRNA修饰对于RNA核心结构的正确折叠以及稳定性维持非常重要。
图1tRNA结构
为了更多的研究超嗜热古细菌中tRNA上的修饰，作者们利用反循环色谱（Reciprocalcirculatingchromatography，RCC）法从耐热古细菌中分离出了12种不同的tRNAs。RCC是一种利用多个尖端柱填充DNA探针的方式平行分离单个RNA的方法，可以从总RNA样本中分离多个不同种类的RNA。然后作者们对tRNA所有的转录后修饰利用RNA质谱的方式进行检测，在所有检测到的修饰中作者们发现了一个以前未知的修饰N（图2），这个修饰在tRNA中出现的概率是96.8%，说明这是一个丰度极高的修饰。通过对该位点的定位，作者们发现在I类tRNA中出现的概率为82-%，位置位于V-loop的U47，但这一修饰并不会出现在具有长V-loop的II类tRNA中。
图2Up47磷酸化修饰
进一步的，通过高分辨率质谱分析，作者们发现N位点是一个磷酸化修饰的尿嘧啶位（图1）。因此，作者们将该位点称为Up47位点。由于这一修饰出现在嗜热古细菌tRNA的核心结构区，所以关于该修饰的生物学功能作者们首先考虑是否与tRNA结构的热稳定性相关。作者们发现的确单个的Up47的修饰会增加tRNA6.6摄氏度的热稳定性，热稳定性从79.2摄氏度左右上升到85.8摄氏度。另外，Up47位点的磷酸化修饰会增加tRNA对RNaseI的耐受性。因此，这一修饰会保护tRNA不被降解。结构生物学方面的研究也证明了这一观点。
那么Up47位点上的磷酸化修饰是否有相应的写入激酶呢？这一个修饰有是否是动态调控的呢？为此，作者们通过比较基因组学对超嗜热古细菌中可能的激酶进行分析，其中STK_引起了作者们的