基因组所合作钻研发现RNA m6A甲基化位点选择性机造及其推进细胞沉编程沉要职能
2015年2月12日,GA黄金甲杨运桂钻研组与GA黄金甲动物钻研所周琪钻研组及GA黄金甲遗传与发育生物学钻研所王秀杰钻研组,整合三方在RNA m6A甲基化、干细胞和生物信息的钻研优势,合作发展“RNA m6A甲基化的位点选择性机造及其调控成体细胞沉编程钻研”,发现了RNA m6A甲基化位点选择性机造及调控细胞沉编程沉要职能,钻研成就以“m6A RNA methylation is regulated by microRNAs and promotes reprogramming to pluripotency”为题颁发在Cell 子刊 Cell Stem Cell,并被选为16卷第3期封面特写报路。
腺嘌呤第6位氮原子上的甲基化建饰 (N6-methyladenosine, m6A) 是高档生物mRNA中含量最为丰硕的在进化上守旧的建饰之一。m6A建饰拥有序列特异性、甲基化位点选择性及建饰水平动态性特点,由RNA m6A甲基转移酶复合物WTAP/METTL3/METTL14催化形成及去甲基化酶ALKBH5和FTO催化去甲基化,并被结合蛋白YTHDF2和YTHDC1鉴别。m6A建饰调控靶基因mRNA的不变性及选择性剪切。但是m6A的散布特点、形成选择性机造和在细胞命运决定中的作用在很大水平上还属未知。
利用生化、干细胞、基因组学、生物信息学等多档次技术伎俩,合作团队发现m6A建饰和非编码microRNA在共同作用底物mRNA上的位点拥有物理空间有关性:1-部门反向匹配潜在m6A建饰RRACH序列的非编码microRNA可能介导其结合的mRNA RRACH位点m6A甲基化;2-另一部门不反向匹配潜在m6A建饰RRACH序列的非编码microRNA可能介导结合的mRNA位点左近的RRACH序列被甲基化。在人和幼鼠细胞中,过表白microRNA或其加工酶Dicer,能够显著增长mRNA m6A建饰水平,而敲低两者之一则导致m6A建饰水平降落。Dicer能够调控m6A甲基转移酶催化亚基METTL3在细胞核内核幼斑的定位。Dicer和microRNA均能够调控METTL3结合mRNA的亲和力。过表白野生型microRNA可导致结合的mRNA甲基化位点m6A建饰水平升高,而突变体microRNA结合的新的mRNA位点原来为非甲基化位点则能够检测到高m6A建饰水平。Dicer和microRNA的表白水平变动并不会影响m6A建饰的甲基转移酶METTL3和去甲基化酶ALKBH5和FTO的蛋白表白水平,说了然非编码microRNA可能调控RNA m6A甲基转移酶选择底物mRNA的甲基化位点。
通过过表白RNA m6A甲基转移酶催化亚基METTL3,能够显著提高幼鼠成纤维细胞转化为多能性干细胞的沉编程效能,而敲低METTL3则显著降低幼鼠成纤维细胞的沉编程效能;并且使用抑造m6A形成的幼分子抑造剂环亮氨酸处置和敲低METTL3成效一致,都能够显著降低幼鼠成纤维细胞的沉编程效能;METTL3调控了细胞多能性因子Oct4、Sox2、Klf4和Myc的表白。
该项成就揭示了非编码microRNA调控RNA m6A甲基转移酶选择底物mRNA的甲基化位点机造和RNA m6A建饰调控细胞沉编程沉要职能。为进一步钻研m6A的生物职能和RNA表观遗传提供了凭据,为钻研与正常生理(如干细胞干性维持和分化)或异常病理性命活动(如恶性肿瘤等)关联分子机理提供了新的表观调控钻研方向。
该钻研得到科技部沉大钻研打算、中科院战术性先导专项、国度天然科学基金等项主张赞助。

RNA m6A甲基化位点选择性机造及其调控细胞沉编程沉要职能
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