何川教授新發Nature綜述:mRNA修飾介導的基因調控
日期:2016-11-08 08:46:15
在分子生物學的中心法則中,遺傳信息從DNA、RNA流向蛋白。基因組DNA和組蛋白上都存在可逆的表觀遺傳學修飾,這些修飾可以調控基因的表達,并由此決定細胞的狀態,影響細胞的分化和發育。近年來人們發現,mRNA和其他RNA上也存在類似的調控機制。
N6-methyladenosine(m6A)是真核生物mRNA上最常見的一種轉錄后修飾,介導了超過80%的RNA堿基甲基化。這種可逆的 mRNA甲基化修飾非常普遍,出現頻率大約是3-5個殘基/mRNA。m6A的研究發現開辟了真核生物轉錄后基因調控的新領域。著名華人學者,芝加哥大學的何川(Chuan He)教授最近在Nature Reviews Molecular Cell Biology雜志上發表文章,探討了這種mRNA修飾介導的轉錄后基因調控。
何川教授主要從事化學生物學、核酸化學和生物學、遺傳學等方面的研究。近年來在甲基化修飾,尤其是5hmC和m6A等方面獲得了許多重要的發現。迄今已在Nature,Science等國際權威學術期刊發表了大量論文。曾榮獲美國癌癥研究青年科學家獎,凱克基金會醫學研究杰出青年學者獎等多個獎項,并當選為頂級生命醫學研究院HHMI研究員。
人們已經鑒定了特異性識別m6A的蛋白,并對其進行了功能分析。研究顯示,m6A是一種細胞加速mRNA代謝和翻譯的修飾。在細胞分化、胚胎發育和壓力應答等過程中,m6A將mRNA分組進行加工、翻譯和衰變,進而指引它們各自的命運。何川教授還在文章中指出,m1A(N1-methyladenosine)、m5C(5-methylcytosine)、假尿嘧啶(pseudouridine)與m6A一同形成表觀轉錄組,編碼一個控制蛋白質合成的新層面。
YTHDF是m6A的讀取蛋白,YTHDF的結合會改變m6A RNA的翻譯效率和穩定性。然而,人們還不了解YTHDF蛋白是如何造成m6A RNA降解的。中科院和復旦大學的研究團隊八月二十五日在Nature Communications雜志上發表文章,揭示了YTHDF蛋白的作用機制。
m6A修飾與人類疾病關系密切,但科學家們對m6A起到的具體作用還知之甚少。約翰霍普金斯大學和中山大學的研究人員發現,低氧條件通過m6A去甲基化誘導乳腺癌干細胞表型。這項研究發表在三月二十一日的美國國家科學院院刊PNAS雜志上。
目前的m6A分析方法主要是把methyl-RNA免疫沉淀和測序結合起來,稱為MeRIP-Seq或者m6A-Seq。這種方法只能將m6A殘基定位在100–200 nt的轉錄本區域中,無法在全轉錄組水平上鑒定m6A的精確位置。去年六月美國康奈爾大學的研究團隊在Nature Methods雜志上發表了一種名為miCLIP的新技術。這種技術可以很方便的獲得單核苷酸分辨率m6A圖譜。
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