日前,芝加哥大學的科學家們在Nature上發表最新的研究成果。這項研究揭示了N6-甲基腺苷(N6-methyladenosine,m6A)調控RNA-蛋白質相互作用的一個未知機制。

RNA結合蛋白通過與單鏈RNA結合基序(RNA binding motif,RBMs)1、2、3的結合來控制細胞的生物學進程。而RBMs會被埋在RNA結構4、5、6、7內部,從而抑制了RNA-蛋白質的相互作用。m6A是一種真核mRNA8-19的最為常見的內部修飾。它涉及包括生物節律、減數分裂和幹細胞發育在內的各種細胞功能的控制。

m6A能夠選擇性地被 YTH域家族蛋白2(human YTH domain family 2,YTHDF2)識別從而影響細胞質mRNA15的穩定性。但是m6A是如何完成這些繁重的生理學作用還需要進一步探索。

本研究表明人類細胞m6A調控RNA結構依賴的RBMs進而影響RNA與蛋白的互作。研究者將這種機制命名為"m6A開關"。

他們還發現m6A就近改變mRNA和長非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)的結構來促進異構核糖核蛋白C(heterogeneous nuclear ribonucleoprotein C,HNRNPC)與其結合,HNRNPC是一中豐富的核RNA結合蛋白,負責pre-mRNA20-24的加工。研究人員結合紫外交聯合併免疫沉澱技術(photoactivatable-ribonucleoside-enhanced crosslinking and immunoprecipitation,PAR-CLIP)以及抗m6A免疫沉澱技術(anti-m6A immunoprecipitation,MeRIP),使得我們能夠識別HNRNPC結合區域的多達39060個m6A 開關。球狀的m6A的減少會降低HNRNPC與2798個高效m6A開關的結合。並且發現受m6A調控的HNRNPC結合活性會進一步影響目標mRNAs的含量及其選擇性地剪切,這表明m6A開關在基因表達和RNA成熟的調控作用。

研究結果說明RNA結合蛋白通過m6A開關來調節其與RBMs的結合,這也為研究RNA修飾編碼細胞生物學提供了新的方向。

表觀遺傳學的研究方興未艾,Nature Video在相關的視頻中把表觀遺傳學比作細胞的樂章來加以闡述(相關視頻請點擊行雲學院:http://xy.bioon.com/course_video/biao-guan-yi-zhuan-xue-xi-bao-nei-di-yue574798.html)。就是這些細胞的樂章最終構築了生命的交響。表觀遺傳學的研究也像這樣,本研究的成果也只是交響樂的一個獨特的樂章而已,隨著研究的深入,相信會有越來越多精彩的工作。(生物谷Bioon.com)

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N6-methyladenosine-dependent RNA structural switches regulate RNA-protein interactions


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