Nature揭示RNA修飾在大腦功能和性別決定中的重要作用
日期:2016-12-12 08:59:52
RNA在生物學(xué)系統(tǒng)中有著舉足輕重的作用,兼具信息分子和調(diào)控分子雙重功能。據(jù)估計(jì)RNA上有一百多種化學(xué)修飾,但絕大多數(shù)修飾的功能還鮮為人知。本期Nature發(fā)表的一項(xiàng)研究指出,RNA修飾對(duì)果蠅神經(jīng)系統(tǒng)的功能至關(guān)重要,也在性別決定起到了重要作用。
N6-methyladenosine(m6A)是真核生物mRNA和長(zhǎng)非編碼RNA上最普遍的一種RNA修飾,介導(dǎo)了超過(guò)80%的RNA堿基甲基化。人們已經(jīng)陸續(xù)鑒定了m6A所需的“讀”、“寫(xiě)”和“擦除”蛋白,但對(duì)其生物學(xué)功能還知之甚少。
研究人員發(fā)現(xiàn),發(fā)育中的果蠅神經(jīng)系統(tǒng)存在高水平的m6A RNA修飾,而且這種修飾對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的功能非常關(guān)鍵。干擾生成m6A的分子通路會(huì)造成果蠅行為異常,使果蠅不能正確折疊翅膀,無(wú)法給自己定向,移動(dòng)也更為緩慢。果蠅運(yùn)動(dòng)能力受到的這些影響都來(lái)自于大腦功能損傷。這項(xiàng)研究還表明,m6A在調(diào)節(jié)性別決定的時(shí)候也很重要。
“mRNA上帶有豐富的RNA修飾,我認(rèn)為這是近15年來(lái)該領(lǐng)域最激動(dòng)人心的發(fā)現(xiàn)。我們揭示了m6A在果蠅神經(jīng)系統(tǒng)和性別決定中的重要作用。鑒于這種修飾在脊椎動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)也很豐富,它很可能在人體內(nèi)也承擔(dān)了類(lèi)似的功能,”文章通訊作者Dr. Jean-Yves Roignant說(shuō)。
這項(xiàng)研究不僅發(fā)現(xiàn)了m6A在胚胎發(fā)育中起到的作用,還鑒定了m6A甲基轉(zhuǎn)移酶的一個(gè)新組分。研究人員相信,RNA修飾的這個(gè)新興領(lǐng)域(表觀轉(zhuǎn)錄組)未來(lái)還將迎來(lái)更多振奮人心的發(fā)現(xiàn)。
伯明翰大學(xué)的科學(xué)家們最近在Nature雜志上發(fā)表文章,揭示了m6A在Sxl(Sex-lethal)基因調(diào)控中起到的關(guān)鍵作用。Sxl是一個(gè)涉及性別決定的開(kāi)關(guān)基因。研究顯示,m6A介導(dǎo)果蠅Sxl的可變剪切,最終決定果蠅發(fā)育成雄性還是雌性。
近年來(lái)科學(xué)家們逐漸發(fā)現(xiàn)m6A修飾與人類(lèi)疾病關(guān)系密切,但對(duì)m6A起到的具體作用還知之甚少。約翰霍普金斯大學(xué)和中山大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),低氧條件通過(guò)m6A去甲基化誘導(dǎo)乳腺癌干細(xì)胞表型。中山大學(xué)第一附屬醫(yī)院的Chuanzhao Zhang是這篇文章的第一作者。
目前的m6A分析方法主要是把methyl-RNA免疫沉淀和測(cè)序結(jié)合起來(lái),稱(chēng)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(zhuǎn)錄本區(qū)域中,無(wú)法在全轉(zhuǎn)錄組水平上鑒定m6A的精確位置。去年六月美國(guó)康奈爾大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在Nature Methods雜志上發(fā)表了一種名為miCLIP的新技術(shù)。這種技術(shù)可以很方便的獲得單核苷酸分辨率m6A圖譜。