Nature闡析神秘的RNA表觀遺傳修飾
日期:2014-01-08 09:13:01
幾十年前研究人員就已經知道,對遺傳信息流動至關重要的信使核糖核酸(mRNA)上存在著一種化學修飾。然而直到最近,芝加哥大學的研究人員才通過實驗證實,這種修飾的一個主要功能是控制RNA的壽命和降解,這一過程對于健康細胞發育極為重要。這一研究成果發表在2014年1月2日紙質版的《自然》(Nature)雜志上。
何川和他的同事們現在證實,這種甲基化影響了信使RNA的降解。“對信使RNA降解或是各種細胞質RNA生物學感興趣的人們現在獲得了一條思考的新途徑,”王曉說。
RNA甲基化可根據需要從零變化到100%,微調或是全面地影響蛋白質生成。王曉說:“研究人員發現了一種調節蛋白質生成的方法,就是控制信使RNA的壽命。我們發現可逆的甲基化是調控mRNA壽命的一個重要的參數。”
RNA壽命延長將會導致生成更多的蛋白。“如果你的這一去甲基化機制存在缺陷,就有可能大大地影響你的細胞蛋白質水平。其中的一些蛋白質有可能對于人類機體的能量調控至關重要,影響了肥胖。我們已經知道肥胖、糖尿病和生育與之相關,我相信我們還將找到許多其他的聯系,”何川說。
去甲基化酶通常被稱作擦除器(eraser)。與擦除器蛋白一起協同作用的是“書寫器”(writer)和“閱讀器”( reader)蛋白。書寫器蛋白將甲基插入到RNA中。何川研究小組自2011年以來發現了首批兩個已知的擦除器蛋白。他的研究小組還確定了至少兩個書寫器蛋白和許多閱讀器蛋白,在他們的Nature論文中描述了一種叫做YTHDF2的閱讀器蛋白,選擇性地與mRNA上的m6A結合,控制了mRNA的穩定性。
何川說:“YTHDF2是我們確定特征的第一個閱讀器蛋白。事實上,它也是迄今為止確定特征的首個m6A閱讀器蛋白。”
閱讀器蛋白賦予了一種生物學功能:調節mRNA壽命。何川說:“必須要通過閱讀甲基才能賦予這種生物學功能。因此存在這樣一種調控。當你除去甲基時,閱讀器蛋白無法閱讀。當你插入甲基時,閱讀器蛋白才能閱讀。”這篇Nature論文首次發現了RNA甲基化與這一生物學功能之間的這種直接聯系。“希望未來我將能夠獲得更多的認知,”何川說。
更好地了解RNA修飾,有可能最終幫助藥物研發者設計出能夠調節基因表達,從而殺死或控制病變細胞的小分子,但在此之前還需要開展多年更為基礎的研究。
何川說:“我們發現的是一種非常基礎的生物學。接下來,我們將研究發育、細胞分化,甚至是神經生物學。這有可能會影響生物學的幾乎每一個方面。”
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