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Science:RNA修飾調(diào)節(jié)干細(xì)胞多能性

日期:2015-01-06 09:21:01

 RNA在生物學(xué)系統(tǒng)中有著舉足輕重的作用,它不僅將DNA的遺傳信息傳遞給蛋白,也負(fù)責(zé)調(diào)控各種生物學(xué)過程。RNA上有一百多種化學(xué)修飾,但絕大多數(shù)修飾的功能還不為人知。

 

早在四十年前,人們就發(fā)現(xiàn)信使RNA上存在著腺嘌呤上的甲基化修飾m6AN6-methyladenosine)。這種mRNA甲基化非常普遍,不過直到最近人們才開始逐漸揭開m6A修飾的神秘面紗。

 

胚胎干細(xì)胞ESC來源于早期胚胎,具有分化為任何細(xì)胞類型的潛力。小鼠ESC分為原始態(tài)多能性(Naïve pluripotency)和始發(fā)態(tài)多能性(primed pluripotency)兩種狀態(tài),始發(fā)態(tài)多能性是原始態(tài)多能性之后的發(fā)育階段,已經(jīng)為分化做好了準(zhǔn)備。這兩種狀態(tài)的細(xì)胞來自于不同的胚胎發(fā)育階段,具有截然不同的分子特性,在特定條件下可以相互轉(zhuǎn)變。不過迄今為止,人們還不了解這種轉(zhuǎn)變背后的調(diào)控機(jī)制。

 

Weizmann科學(xué)研究所和Tel Aviv大學(xué)的研究團(tuán)隊,對涉及始發(fā)態(tài)調(diào)控的一些轉(zhuǎn)錄和表觀遺傳學(xué)調(diào)控子進(jìn)行了siRNA篩選。他們發(fā)現(xiàn),m6A轉(zhuǎn)移酶Mettl3是終結(jié)小鼠原始態(tài)多能性的一個重要調(diào)控子。這項研究發(fā)表在一月一日的Science雜志上,文章的通訊作者是Jacob H. HannaGideon RechaviNoa Novershtern

 

研究人員在植入前的epiblast和原始態(tài)胚胎干細(xì)胞中敲除Mettl3,導(dǎo)致這些細(xì)胞的mRNA缺乏m6A。研究顯示,缺乏Mettl3的這些細(xì)胞能夠存活,但無法完全終結(jié)原始態(tài)多能性。移植后細(xì)胞會發(fā)生畸變,分化潛力也受到限制,結(jié)果出現(xiàn)早期胚胎死亡。

 

研究指出,m6A缺乏顯著降低了mRNA的穩(wěn)定性。這種mRNA表觀遺傳學(xué)修飾在體內(nèi)起到了關(guān)鍵的作用,是調(diào)控原始態(tài)和始發(fā)態(tài)多能性的重要機(jī)制。mRNA甲基化作為鼠類原發(fā)態(tài)多能性的分子開關(guān),可確保多能性因子正確下調(diào),及時為細(xì)胞分化做好準(zhǔn)備。

 

人們可以在這項研究的基礎(chǔ)上,繼續(xù)研究m6A在其他發(fā)育階段轉(zhuǎn)變時起到的作用,探索m6A及其讀取蛋白的潛在調(diào)控功能。

 

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