近日，化学与分子科学学院翁小成/周翔团队联合医学研究院张好建课题组，在《自然·化学生物学》（Nature Chemical Biology）在线发表题为“In-situproximity labeling of proteins associated with specific circRNA and RNA G-quadruplex”的研究论文。博士莫婧、陈宗贵、崔嫚嫚为共同第一作者，教授翁小成、周翔和张好建为共同通讯作者，武汉大学为唯一通讯单位。

RNA通过与多种RNA结合蛋白（RNA-binding proteins, RBPs）协同作用，形成核糖核蛋白复合物（RNPs），在调控RNA翻译、出核、稳定性、剪接等多种过程中发挥至关重要的作用。然而，RNA-蛋白的相互作用往往复杂多变，且存在瞬时相互作用及弱相互作用，这给研究者带来了极大挑战。要进一步地理解RNA调控的分子机制，全面、高分辨率地描绘RNA与蛋白的互作网络图谱至关重要。随着质谱与高通量测序技术的快速发展，越来越多研究者开始从“以蛋白为中心”或“以RNA为中心”的角度出发，系统解析RNA-蛋白互作网络。例如，交联免疫共沉淀技术（CLIP）通过紫外线将RNA结合蛋白（RBP）与其靶RNA在细胞内交联固定，利用特异性抗体富集后通过测序技术定位其在转录组中的结合位点。而以RNA为中心的研究策略则通常采用反义链探针捕获特定RNA及其所组成的核糖核蛋白复合物，继而通过质谱分析，系统鉴定与该RNA互作的蛋白组成。

这些方法推动了RNA生物学的发展，帮助我们识别了大量功能各异的RNA结合蛋白，如mRNA结合蛋白和新生RNA结合蛋白。然而，对于亲和力较低或瞬时发生的动态互作，传统方法的“捕捉”能力有限。此外，现有方法通常依赖紫外/甲醛交联，或者序列特异性的反义链探针，不仅操作复杂，还难以反映真实生理状态下的细胞内环境。因此，对于一些特殊结构如RNA-G四链体、circRNA等RBP的鉴定研究，目前有效研究手段还比较缺乏。

基于上述问题，翁小成/周翔团队发展了特定RNA序列RBP的邻近标记技术TAPRIP，该技术将邻近标记蛋白TurboID与可编程的RNA靶向系统相结合，实现了对目标RNA分子-蛋白质互作网络的活细胞高时空分辨捕获，并与张好建教授合作开展在白血病中的机制研究。

该技术利用了一种小型的RNA靶向系统CIRTS（CRISPR-inspired RNA targeting system），分子量仅约24 kDa，体积小巧，相比CRISPR系统转染效率更高，在一些难转染细胞体系如白血病细胞中具有明显优势。在外源生物素存在下，邻近标记蛋白miniTurbo可在10分钟内高效完成邻近蛋白的标记，相较于传统方法具有更高的时间和空间分辨率，从而获取更全面的互作图谱。生物素本身细胞毒性低、渗透性强，适用于多种生物样本类型。TAPRIP可在活细胞环境中开展操作，最大限度地保留RNA-蛋白互作的天然状态，真实反映目标RNA所处微环境中的蛋白组成。

研究团队将TAPRIP应用于两个关键生物学问题的研究：（1）解析环状RNA（circRNA）的形成机制。通过TAPRIP技术鉴定出多种与circRNA生物合成相关的蛋白，发现HNRNPK可结合circRNA外侧的内含子区域，显著增强circRNA的表达水平。这一作用不仅影响外源表达的circmCherry，也调控多种内源性circRNA的生成，揭示了HNRNPK在circRNA调控中的关键角色。（2）揭示BCL-2转录本中RNA G-四链体的功能。RNA G-四链体是一种广泛存在于mRNA中的RNA二级结构，具有重要的调控功能。通过TAPRIP，研究团队识别出多种与BCL-2转录本中RNA G-四链体相互作用的蛋白，并针对RBM12这一新的rG4结合蛋白进行验证和机制研究。发现RBM12能够结合RNA G-四链体结构并招募核糖体蛋白，从而调控BCL-2的翻译效率。进一步研究显示，在白血病细胞系（如MOLM-13、MV4-11和THP-1）中敲低RBM12可显著抑制细胞增殖与克隆形成，提示其可能成为BCL-2通路中的潜在治疗靶点。

综上，TAPRIP技术具备多种优势：通用性强，适用于mRNA、lncRNA、circRNA及RNA G-四链体等多种RNA类型；生理相关性高，可在活细胞内捕捉真实互作；灵敏度高，能够识别低亲和力和短暂的相互作用。随着该技术的不断优化，TAPRIP有望成为解析RNA调控网络的有力工具，为RNA生物学、肿瘤机制研究及药物靶点筛选等领域注入新的动力。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41589-025-01993-2