Cell重要發(fā)現(xiàn):RNA命運由誰定?
日期:2015-08-31 08:51:54
由DNA轉(zhuǎn)錄過來后,RNA可繼續(xù)走向多種命運。雖然最為人熟悉的道路是直接促成了蛋白質(zhì)的生成,RNA分子自身也能夠改變基因的表達。新研究幫助解釋了實現(xiàn)RNA序列命運的機制。
在發(fā)表于8月27日《細胞》(Cell)雜志上的一項研究中,洛克菲勒大學的科學家與哥倫比亞大學的同事證實一種蛋白質(zhì)識別了附著在RNA序列上的化學指令標記——這是這一命運決策過程中極其重要的一步。
Elizabeth和Vincent Meyer系統(tǒng)癌癥生物學實驗室主任及副教授Sohail Tavazoie說:“40多年前人們在RNA序列上發(fā)現(xiàn)了這一稱作為m6A的標記。自那以后,這一豐富的標記被證實參與了幾個影響蛋白質(zhì)及microRNAs生成的重要過程。
“然而,當前仍然存在一個懸而未決的問題:是誰讀取了細胞核內(nèi)的這一化學標記?我實驗室的助理研究員Claudio Alarcón發(fā)現(xiàn)了這樣的一個‘閱讀器’(reader)蛋白。鑒于這一過程的基礎性,研究發(fā)現(xiàn)對于了解細胞的正常功能及疾病具有重要的意義。”
這一稱作為m6A的標記是附著在腺苷特定部件上的一種甲基。在以往的研究中,Alarcón和同事們確定了m6A標記是microRNAs生成的一個重要調(diào)控因子。放置這一標記的“書寫器”(writer)蛋白已知會在RNA分子轉(zhuǎn)錄為蛋白質(zhì)之前標記出需要進行剪接的RNA。許多的基因都包含有必須刪除掉的片段,RNA剪接過程對于細胞的功能和身份至關重要。
近期的一些實驗顯示,新發(fā)現(xiàn)的閱讀器蛋白HNRNPA2B1可識別出注定走向兩種命運的RNA上的m6A標記:這些RNA分子或是修剪成了microRNAs,或是剪接促使正確生成了蛋白質(zhì)。在識別出microRNA前體上的m6A標記后,HNRNPA2B1招募切割機器進一步修剪和加工了這些RNA分子。未來的研究工作需要進一步去了解HNRNPA2B1與RNA剪接相關的蛋白互作的機制。
由于發(fā)現(xiàn)HNRNPA2B1經(jīng)常結(jié)合在附著m6A標記的RNA分子上的相同位點,研究人員懷疑這一蛋白充當了閱讀器。為了確定這一所謂的閱讀器蛋白在那里做什么,研究小組在細胞中減少了HNRNPA2B1。
在HNRNPA2B1水平下降的細胞中,他們發(fā)現(xiàn)總體microRNAs表達發(fā)生了轉(zhuǎn)變,許多microRNAs減少。他們還檢測了對于注定進行剪接的RNA的影響。他們發(fā)現(xiàn)這里也是一樣,依賴m6A標記的不同RNA分子其剪接發(fā)生了顯著變化。
HNRNPA2B1是鑒別出的首個m6A核閱讀蛋白,實驗證據(jù)表表明,在細胞核中還存在識別這一標記的其他閱讀器蛋白。
Alarcón說:“發(fā)現(xiàn)這一新的m6A閱讀器蛋白將影響廣泛的過程。RNA剪接建立了細胞中的蛋白質(zhì)庫。與此同時,microRNAs異常與包括癌癥在內(nèi)的幾種疾病有關。這項研究工作還提供了新證據(jù)表明,RNA序列以外的信息,如化學修飾可以決定RNA分子最終的命運和功能。”