GLİKORNA: BİYOGENEZ MEKANİZMALARI VE RNA GLİKOZİLASYONUNUN BİYOKİMYASAL TEMELLERİ
Özet
RNA biyolojisinde son yıllarda ortaya çıkan en dikkat çekici keşiflerden biri, RNA moleküllerinin glikozillenebildiği ve hücre yüzeyinde sergilenebildiğidir. Flynn ve arkadaşlarının (2021) bu bulguyu ortaya koymasıyla birlikte, glikobiyolojinin yalnızca proteinler ve lipidlerle sınırlı olduğuna dair uzun süredir kabul gören görüş kökten sarsılmış ve glikoRNA (glycoRNA) adı verilen yeni bir makromolekül sınıfı tanımlanmıştır. Bu bölüm, glikoRNA'nın yapısal özelliklerini, sınıflandırmasını ve biyogenez mekanizmalarını güncel biyokimyasal bulgular ışığında bütüncül biçimde ele almaktadır. Öncelikle, RNA‑glikan bağlantısının kimyasal temelini oluşturan ve elli yıl önce keşfedilmiş olmasına rağmen işlevi ancak yakın zamanda aydınlatılabilen acp³U nükleozidi ve bu modifikasyonu katalizleyen DTWD1/DTWD2 enzimleri incelenmektedir. Ardından, glikoRNA biyogenezi; RNA taşıyıcısının üretimi ve acp³U modifikasyonu, N‑ ve O‑glikozilasyon yoluyla glikan transferi, glikan zincirinin ER‑Golgi'de olgunlaştırılması ve SIDT1/SIDT2 ile SNARE proteinleri aracılığıyla hücre yüzeyine taşınması olmak üzere dört aşamalı bir model çerçevesinde sunulmaktadır. Bölümde ayrıca glikoRNA'nın Siglec reseptörleri, P‑selektin, Toll‑benzeri reseptörler (TLR3/7) ve heparan sülfat‑VEGF‑A ekseni üzerinden gerçekleştirdiği fonksiyonel etkileşimler; immün kaçış, efferositoz ve anjiyogenez gibi süreçlerdeki rolleri tartışılmaktadır. Son olarak, OST'nin RNA'yı doğrudan mı glikozillediği sorusu, glikoRNA preparasyonlarındaki olası protein kontaminasyonuna ilişkin güncel metodolojik eleştiriler ve alanın gelecekteki araştırma gündemi ele alınarak, glikoRNA biyolojisinin otoimmün hastalıklar, kanser immünoterapisi ve vasküler patolojiler açısından taşıdığı klinik önem vurgulanmaktadır.
Anahtar Kelimeler: glikoRNA, acp³U, RNA glikozilasyonu, oligosakkariltransferaz (OST), Siglec reseptörleri, glikobiyoloji
Konu Alanı: Biyoloji -> Biyoloji (diğer) -> Biyokimya
Chai, P., Kheiri, S., Kuo, A., Shah, J., Kageler, L., Ge, R., Perr, J., Porat, J., Lebedenko, C. G., Dias, J. M. L., Yankova, E., Rai, S. K., Watkins, C. P., Hristov, P., Tzelepis, K., Hla, T., Raman, R., Calo, E., Esko, J. D., & Flynn, R. A. (2026). GlycoRNA complexed with heparan sulfate regulates VEGF-A signalling. Nature, 651(8106), 808–818. https://doi.org/10.1038/s41586-025-10052-8
Chokkalla, A. K., Jeong, S., Subramanian, S., & Vemuganti, R. (2023). Immunomodulatory role of glycoRNAs in the brain. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, 43(4), 499–504. https://doi.org/10.1177/0271678X231151995
Flynn, R. A., Pedram, K., Malaker, S. A., Batista, P. J., Smith, B. A. H., Johnson, A. G., … & Bertozzi, C. R. (2021). Small RNAs are modified with N-glycans and displayed on the surface of living cells. Cell, 184(12), 3109-3124.e22. https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.04.023
Graziano, V. R., Porat, J., Ah Kioon, M. D., Mejdrová, I., Matz, A. J., Lebedenko, C. G., … & Rathinam, V. A. (2025). RNA N-glycosylation enables immune evasion and homeostatic efferocytosis. Nature, 645, 784–792. https://doi.org/10.1038/s41586-025-09310-6
Kegel, N. B., Yilmaz Demirel, N., Glatter, T., Höfer, K., Kaufmann, A., & Bauer, S. (2025). Proteins are a source of glycans found in preparations of glycoRNA. Experimental and Molecular Medicine, 57(11), 2505-2516. https://doi.org/10.1038/s12276-025-01575-1
Li, Y., Qian, Y., Huang, E., Schwarz, Z., Tai, H., Tillock, K., Lei, T., Yang, X., & Fu, M. (2025). GlycoRNA-L and glycoRNA-S mediate human monocyte adhesion via binding to Siglec-5. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research, 1872(7), 120017. https://doi.org/10.1016/j.bbamcr.2025.120017
Ma, Y., Guo, W., Mou, Q., Shao, X., Lyu, M., Garcia, V., Kong, L., Lewis, W., Ward, C., Yang, Z., Pan, X., Yi, S. S., & Lu, Y. (2024). Spatial imaging of glycoRNA in single cells with ARPLA. Nature Biotechnology, 42(4), 608-616. https://doi.org/10.1038/s41587-023-01801-z
Meyer, B., Immer, C., Kaiser, S., Sharma, S., Yang, J., Watzinger, P., Weiß, L., Kotter, A., Helm, M., Seitz, H.-M., Kötter, P., Kellner, S., Entian, K.-D., & Wöhnert, J. (2019). Identification of the 3-amino-3-carboxypropyl (acp) transferase enzyme responsible for acp³U formation at position 47 in Escherichia coli tRNAs. Nucleic Acids Research, 48(3), 1435-1450. https://doi.org/10.1093/nar/gkz1191
Nishimura, S. (1972). Minor components in transfer RNA: their characterization, location, and function. Progress in Nucleic Acid Research and Molecular Biology, 12, 49-85. https://doi.org/10.1016/S0079-6603(08)60659-5
Porat, J., Watkins, C. P., Jin, C., Xie, X., Tan, X., Lebedenko, C. G., … & Flynn, R. A. (2024). O-glycosylation contributes to mammalian glycoRNA biogenesis. bioRxiv, 2024.08.28.610074. https://doi.org/10.1101/2024.08.28.610074
Ranjan, A., & Gupta, R. K. (2026). GlycoRNA biology, a naive field with unlimited horizons. Glycoconjugate Journal, 43, 13. https://doi.org/10.1007/s10719-026-10212-6
Steinbuch, K. B., & Tor, Y. (2024). 50 years in the making: acp3U, an amino-acid-containing nucleoside, links N-glycans and RNA in glycoRNA. Molecular Cell, 84(19), 3576-3577. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2024.09.014
Takakura, M., Ishiguro, K., Akichika, S., Miyauchi, K., & Suzuki, T. (2019). Biogenesis and functions of aminocarboxypropyluridine in tRNA. Nature Communications, 10, 5542. https://doi.org/10.1038/s41467-019-13525-3
Wang, Y., Lin, C., Li, X., et al. (2026). GlycoRNA: a new frontier in RNA biology. Science China Life Sciences, 69, 293-296. https://doi.org/10.1007/s11427-024-2966-6
Xie, Y., Chai, P., Till, N. A., Hemberger, H., Lebedenko, C. G., Porat, J., … & Flynn, R. A. (2024). The modified RNA base acp3U is an attachment site for N-glycans in glycoRNA. Cell, 187(19), 5228-5237.e12. https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.07.044
Zhang, N., Tang, W., Torres, L., Wang, X., Ajaj, Y., Zhu, L., Luan, Y., Zhou, H., Wang, Y., Zhang, D., Kurbatov, V., Khan, S. A., Kumar, P., Hidalgo, A., Wu, D., & Lu, J. (2024). Cell surface RNAs control neutrophil recruitment. Cell, 187(4), 846-860.e17. https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.12.033
BULUT, S. M. (2026). GLİKORNA: BİYOGENEZ MEKANİZMALARI VE RNA GLİKOZİLASYONUNUN BİYOKİMYASAL TEMELLERİ. In ÇELİK, N. (Ed.), Tıbbi Biyokimya: Vücudun Sessiz Kodları (pp. 207-233). Vizetek Yayıncılık. https://doi.org/10.54637/vizetek.9786253824129
| Kitap: |
| Yayınevi:
Vizetek Yayıncılık |