线粒体16S rRNA是线粒体核糖体的重要组成部分，直接决定mtDNA编码蛋白的翻译效率，影响蛋白质合成和能量代谢调控。然而，目前对于调控线粒体16S rRNA加工的关键蛋白以及调控机制仍不清楚。

2025年1月上海交通大学医学院附属瑞金医院黄国瑞研究员/宁光院士团队在Nucleic Acids Research在线发表题为“WBSCR16 is essential for mitochondrial 16S rRNA processing in mammals”的研究论文。该研究深入揭示了WBSCR16蛋白调控哺乳动物细胞线粒体核糖体16S rRNA加工的关键作用，并阐述了脂肪组织代谢底物选择并调控机体能量代谢稳态的机制功能。拜谱生物为该研究提供了MT1000医学全靶代谢组和RIP-Seq技术服务。

英文标题：WBSCR16 is essential for mitochondrial 16S rRNA processing in mammals

中文标题：WBSCR16对于哺乳动物的线粒体16S rRNA加工至关重要

客户单位：上海交通大学医学院附属瑞金医院

研究材料：小鼠线粒体沉淀

拜谱提供技术：MT1000医学全靶代谢组和RIP-Seq

研究思路：

PART.1

研究结果

1.WBSCR16基因参与线粒体16S rRNA加工

研究团队构建脂肪组织特异性WBSCR16基因敲除小鼠并结合细胞实验，发现WBSCR16缺失会引发线粒体超微结构及功能的异常。进一步探究发现WBSCR16缺失导致未加工的16S rRNA前体积累，表明WBSCR16可能参与16S rRNA的加工过程（图1A-C）。未切割的16S rRNA前体在ND1上游tRNA的5'端富集（图1D-E）。RIP-Seq和RNA pull-down实验证实WBSCR16与16S rRNA具有高亲合力，WBSCR16敲除的细胞或组织中的线粒体改变可能归因于异常的16S rRNA加工（图1F-G）。

图1 WBSCR16缺失16S rRNA加工受损

2.WBSCR16缺失影响脂肪组织的代谢底物选择

WBSCR16缺失小鼠表现出空腹血糖升高及游离脂肪酸（NEFA）水平降低，表明WBSCR16可能通过线粒体改变影响脂肪组织的代谢（图2A-C）。体外细胞实验表明WBSCR16敲除的细胞葡萄糖摄取能力下降，而脂肪酸氧化水平上调（图2D-G）。此外，WBSCR16敲除小鼠的褐色脂肪组织葡萄糖摄取减少（图2H-I）。

图2 增加WBSCR16敲除脂肪组织中的脂肪酸利用率以预防肥胖

代谢组学分析揭示与葡萄糖代谢相关的糖酵解、TCA循环途径严重受损，RNA测序进一步阐述WBSCR16缺失显著上调脂肪酸氧化相关基因的表达，而糖酵解及TCA循环相关基因下调。WBSCR16缺失促使线粒体能量代谢从葡萄糖利用转向脂肪酸氧化（图3A-C）。此外，在高脂饮食条件下，WBSCR16缺失小鼠对肥胖具有一定的抵抗性，这一表型与其增强的脂肪酸代谢一致。这些数据共同表明，WBSCR16通过调节线粒体16S rRNA加工，影响线粒体的底物利用偏好及整体能量代谢。

图3 WBSCR16基因敲除细胞和小鼠的代谢稳态

PART.2

文章小结

该研究发现WBSCR16作为16S rRNA结合蛋白，能促进16S rRNA加工，从而维持线粒体核糖体组装和线粒体基因表达的稳定性并在维持脂肪组织糖脂能量代谢稳态方面发挥关键作用。WBSCR16的缺失导致棕色脂肪组织中脂质代谢的偏好性增加，能量消耗显著上调，从而表现出对肥胖的抵抗性。而过表达WBSCR16可提升葡萄糖摄取和利用，并增加小鼠对肥胖的易感性（图4）。这些发现不仅为探索线粒体功能和代谢调控提供了新的理论基础，还为开发针对糖脂代谢紊乱相关疾病的治疗方案提供了潜在的靶点。

图4 机制示意图

PART.3

拜谱小结

该研究利用拜谱生物提供的MT1000医学全靶代谢组和RIP-Seq等技术方法，揭示了WBSCR16在哺乳动物线粒体16S rRNA加工中的关键作用，并指出其在调节糖脂质代谢平衡中的重要性。拜谱生物作为一家国内领先的多组学服务公司，可提供蛋白组学、修饰组学、代谢组学、转录组学等多组学服务。拜谱QMT1000医学绝对定量靶向代谢组学产品，可对1000个左右医学专属性代谢物实现高通量绝对定量检测及数据分析，目标代谢物全面覆盖极性与非极性功能代谢物，广泛覆盖疾病相关的重要通路，可应用于疾病标志物、药物/营养治疗评估、菌群代谢组等研究。欢迎咨询！

参考文献：

Zhang S, Dong Z, Feng Y, Guo W, Zhang C, Shi Y, Zhao Z, Wang J, Ning G, Huang G. WBSCR16 is essential for mitochondrial 16S rRNA processing in mammals. Nucleic Acids Res. 2025 Jan 24;53(3):gkae1325. doi: 10.1093/nar/gkae1325