真核生物包含两套基因组：一套是核基因组，另一套是线粒体环状DNA。线粒体基因组转录多段RNA，包括2条rRNA（12S rRNA和16S rRNA），22条tRNA和13条mRNA。其中12S与16S rRNAs及其结合蛋白分别组装成为线粒体核糖体的大小亚基并进一步组装为成熟的线粒体核糖体。线粒体核糖体负责将13条mRNA翻译为13个蛋白质，这些蛋白质是线粒体呼吸链复合物的重要组成部分[1]。因此线粒体核糖体的正确组装对于线粒体功能的正常发挥起到至关重要的作用。人源线粒体核糖体结合因子（hsRBFA）在线粒体核糖体小亚基的组装过程中，通过结合到12S rRNA介导12S rRNA的翻译后修饰，进而辅助线粒体核糖体小亚基的成熟。近年来国内外针对线粒体核糖体组装成熟过程的研究很多，也有许多研究是关于hsRBFA在线粒体核糖体成熟过程中的重要作用[2,3]。但是hsRBFA与12S rRNA相互作用的细节仍是未知。因此系统的研究hsRBFA是如何结合12S rRNA并介导线粒体核糖体小亚基装配成熟，进而影响线粒体功能的过程和分子机理是非常重要的。

该项工作系统地研究了人源线粒体核糖体结合因子（hsRBFA）识别线粒体核糖体小亚基12S rRNA的分子机理及其对线粒体核糖体的成熟和线粒体功能的影响。

人源线粒体核糖体结合因子（hsRBFA）包含一个经典的KH like结构域，通常KH like结构域是与RNA相结合的（图1A）。此项研究中，研究人员发现的hsRBFA的KH like结构域不能结合其底物12S rRNA，这一点与其原核同源蛋白都不同（图1B）。进一步的研究表明，hsRBFA是通过其氨基端一段无序序列和KH-like结构域（Nt-KH）共同作用结合12S rRNA的（图1C）。另一方面，通过对12S rRNA上不同序列的双链区RNA和单链区RNA进行分析可以得知，hsRBFA的Nt-KH结构域结合的12S rRNA上的双链RNA区段，而且其识别不具有序列的特异性。在此基础上，研究人员分析并进一步验证hsRBFA的氨基端无序序列中的碱性氨基酸对于hsRBFA结合双链RNA是至关重要的。利用突变实验，可以发现，突变这些氨基酸会影响hsRBFA结合双链RNA。进一步，研究人员发现，利用shRNA敲低细胞内的hsRBFA水平，不仅影响到线粒体核糖体编码的13个蛋白质的翻译水平，同时会严重影响线粒体的功能，具体来说会使得细胞内总活性氧分子（ROS）的水平和线粒体的ROS水平均大幅上升，线粒体的膜电位升高，线粒体的有氧呼吸水平明显下降，无氧呼吸水平代偿性上升（图1D~H）。综上，研究人员得出了一个全新的hsRBFA结合12S rRNA的模型（图1I）：在该模型中，hsRBFA通过其氨基端无序序列中的碱性氨基酸非特异性的识别底物12S rRNA的双链区域，并与KH like结构域共同钳住rRNA，并辅助其他rRNA翻译后修饰酶，如TFB1M、METTL15等对12S rRNA进行修饰，来完成线粒体核糖体小亚基的成熟及线粒体的装配，进而影响线粒体的功能的正常发挥。

图1. hsRBFA结合底物12S rRNA的模式。A. hsRBFA的结构域分布图；B. hsRBFA的经典KH-like结构域无法结合底物RNA；C. hsRBFA通过其氨基端无序序列和KH结构域一起结合12S rRNA；D~H. 使用shRNA敲低hsRBFA会导致线粒体各项功能受损；I. hsRBFA结合底物12S rRNA的模式图

（图源：Zhou, W. et al., Nucleic Acids Res, 2023）