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中科院、复旦Nature子刊解析RNA甲基化
发布时间:2016-08-29]  阅读次数:1073次

来源:分析测试百科网

  在分子生物学的中心法则中,遗传信息从DNA、RNA流向蛋白。基因组DNA和组蛋白上都存在可逆的表观遗传学修饰,这些修饰可以调控基因的表达,并由此决定细胞的状态,影响细胞的分化和发育。近年来人们发现,mRNA和其他RNA上也存在类似的调控机制。

  N6-methyladenosine(m6A)是真核生物mRNA和长非编码RNA上最普遍的一种RNA修饰,介导了超过80%的RNA碱基甲基化。这种甲基化修饰非常普遍,出现频率大约是3-5个残基/mRNA。m6A甲基化是一个可逆的过程,具有重要的生物学功能。人们已经陆续鉴定了m6A所需的“读”、“写”和“擦除”蛋白,但对其生物学功能还知之甚少。

  YTHDF是m6A的读取蛋白,YTHDF的结合会改变m6A RNA的翻译效率和稳定性。然而,人们还不了解YTHDF蛋白是如何造成m6A RNA降解的。中科院和复旦大学的研究团队八月二十五日在Nature Communications杂志上发表文章,揭示了YTHDF蛋白的作用机制。文章通讯作者是中科院上海生科院生化与细胞所的吴立刚(Ligang Wu)研究员和复旦大学生命科学学院的麻锦彪(Jinbiao Ma)教授。

  研究显示,YTHDF加快m6A RNA脱腺苷酸化的作用,是通过CCR4-NOT蛋白复合体实现的。YTHDF2的N端区域能与CNOT1亚基的SH结构域直接互作,由此招募CCR4–NOT蛋白复合体。研究人员指出,这种招募是m6A RNA脱腺苷酸化所必需的。

  目前的m6A分析方法主要是把methyl-RNA免疫沉淀和测序结合起来,称为MeRIP-Seq或者m6A -Seq。这种方法只能将m6A残基定位在100–200 nt的转录本区域中,无法在全转录组水平上鉴定m6A的精确位置。去年六月美国康奈尔大学的研究团队在Nature Methods杂志上发表了一种名为miCLIP的新技术。这种技术可以很方便的获得单核苷酸分辨率m6A图谱。

  去年年底,西北农林科技大学、中科院上海植物逆境生物学研究中心和美国普渡大学的研究团队,通过全转录组高通量深度 m6A测序,揭示了拟南芥不同器官之间差异性的m6A甲基化模式。这项研究显示,拟南芥中超过三分之二的转录本存在m6A修饰,这些m6A主要分布在终止 密码子附近。高度甲基化的转录本主要涉及转运蛋白、应激反应、氧化还原反应、调控因子以及一些非编码RNA。

  近年来科学家们逐渐发现m6A修饰与人类疾病关系密切,但对m6A起到的具体作用还知之甚少。约翰霍普金斯大学和中 山大学的研究人员发现,低氧条件通过m6A去甲基化诱导乳腺癌干细胞表型。这项研究发表在三月二十一日的美国国家科学院院刊PNAS杂志上,通讯作者是约 翰霍普金斯大学医学院的著名学者Gregg Semenza教授。中山大学第一附属医院的Chuanzhao Zhang是这篇文章的第一作者。


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