高產(chǎn)學(xué)者Nature揭示RNA甲基化的新功能
日期:2015-03-20 08:51:51
MicroRNA(miRNA)是一類約22nt大小的內(nèi)源RNA,在基因表達中起著重要的調(diào)控作用,參與了多種生理和病理過程。miRNA生成是一個復(fù)雜的過程,初級miRNA(pri-miRNA)需要經(jīng)過細胞核和細胞質(zhì)內(nèi)的一系列加工才能形成成熟的miRNA。
整個流程的第一步是microprocessor復(fù)合體加工pri-miRNA。microprocessor復(fù)合體由RNA結(jié)合蛋白DGCR8和內(nèi)切酶Drosha組成,DGCR8負(fù)責(zé)識別pri-miRNA莖環(huán)結(jié)構(gòu),然后招募DROSHA切割雙鏈RNA,生成前體miRNA(pre-miRNA)。雖然人們對pri-miRNA加工機制研究得比較透徹,但至今還不清楚DGCR8在眾多轉(zhuǎn)錄本二級結(jié)構(gòu)中識別并結(jié)合pri-miRNA的機制。
洛克菲勒大學(xué)的研究團隊發(fā)現(xiàn),m6A是促進miRNA生成的關(guān)鍵性轉(zhuǎn)錄后修飾。這項研究發(fā)表在三月十八日的Nature雜志上,文章的通訊作者是洛克菲勒大學(xué)副教授Sohail F. Tavazoie。Sohail F. Tavazoie博士致力于癌癥研究,近半年來已經(jīng)在Nature、Cell雜志上發(fā)表了多項重要成果。
RNA同時具有信息分子和調(diào)控分子的雙重身份,它不僅將DNA的遺傳信息傳遞給蛋白,也調(diào)節(jié)著許多生物學(xué)過程。而RNA的轉(zhuǎn)錄后修飾,為這種多樣化的功能奠定了基礎(chǔ)。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。
N6-methyladenosine(m6A)是真核生物mRNA上最常見的一種轉(zhuǎn)錄后修飾,這種可逆的RNA甲基化修飾與人類疾病有關(guān)。研究者們已經(jīng)陸續(xù)定位了哺乳動物轉(zhuǎn)錄組中的m6A,鑒定了這種動態(tài)修飾所需的“讀”、“寫”和“擦除”蛋白。不過,人們還不清楚m6A在哺乳動物發(fā)育過程中起到了什么具體作用。
Tavazoie等人在哺乳動物細胞中發(fā)現(xiàn),METTL3(一種m6A甲基化酶)會使pri-miRNA甲基化,給它們打上標(biāo)記以便DGCR8識別和加工。去除METTL3會減少DGCR8與pri-miRNA的結(jié)合,導(dǎo)致細胞內(nèi)的成熟miRNA全面減少,而未加工的pri-miRNA在細胞中累積。
研究人員還通過體外實驗證實了m6A(N6-methyladenosine)促進pri-miRNA加工的能力。進一步研究表明,METTL3能夠全面推動miRNA的成熟,不存在細胞類型特異性。