Nature子刊揭示RNA甲基化對(duì)翻譯的影響
日期:2016-01-13 09:19:33
N6-methyladenosine(m6A)是mRNA編碼區(qū)域最豐富的轉(zhuǎn)錄后修飾,但人們一直不清楚這種修飾在翻譯過程中起到了怎樣的作用。
斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)日前發(fā)現(xiàn),mRNA中的m6A會(huì)干擾tRNA選擇和翻譯延伸動(dòng)態(tài)。這項(xiàng)研究發(fā)表在一月十一日的Nature Structural & Molecular Biology雜志上,文章的通訊作者是結(jié)構(gòu)生物學(xué)家Joseph D. Puglisi教授。
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,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。RNA的轉(zhuǎn)錄后修飾為其多樣化的功能奠定了基礎(chǔ)。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。
m6A是真核生物mRNA上最常見的一種可逆性修飾,介導(dǎo)了超過80%的RNA甲基化。這種表觀遺傳學(xué)修飾非常普遍,出現(xiàn)頻率大約是3-5個(gè)殘基/mRNA。人們已經(jīng)陸續(xù)鑒定了這種動(dòng)態(tài)修飾所需的“讀”、“寫”和“擦除”蛋白,但對(duì)其生物學(xué)功能還知之甚少。
Puglisi教授的團(tuán)隊(duì)通過動(dòng)力學(xué)和單分子方法,探索了m6A在mRNA解碼過程中所起的作用?;虻谋磉_(dá)過程是將DNA上的遺傳信息傳遞給mRNA, 再經(jīng)過翻譯將其傳遞給蛋白質(zhì)。在翻譯過程中tRNA負(fù)責(zé)與特定氨基酸結(jié)合,并將它們運(yùn)送到核糖體,使氨基酸相互連接形成蛋白質(zhì)。之前人們對(duì)嗜熱菌(Thermus thermophilus)核糖體復(fù)合物進(jìn)行了X射線晶體學(xué)分析。研究顯示,m6A堿基在這一過程中與尿嘧啶配對(duì)。
然而Puglisi及其同事在大腸桿菌的翻譯系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn),mRNA的m6A修飾其實(shí)是tRNA accommodation 和翻譯延伸的屏障。而tRNA accommodation是細(xì)胞選擇正確tRNA的一個(gè)重要機(jī)制。
研究指出,tRNA accommodation的延遲取決于密碼子m6A的位置和序列環(huán)境,以及翻譯的精確水平。m6A密碼子與同源tRNA的相互作用,類似于近同源的密碼子- tRNA互作,影響了細(xì)胞對(duì)tRNA的選擇。這些結(jié)果向人們展示,mRNA的m6A修飾能夠改變蛋白質(zhì)翻譯的動(dòng)態(tài)。
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