Nature:何川團隊再獲突破,發現第二種新型的RNA甲基化修飾

圖片來源：medicalxpress.com

2016年2月18日 訊 /生物谷BIOON/ --發表於國際雜誌Nature上的一項研究論文中，來自芝加哥大學等處的科學家揭示了一種新型的基因表達控制方式，文章中研究者描述了一種小型的化學修飾可以明顯增強基因向蛋白質的表達過程。

研究者Chuan He表示，這項研究發現為生物學世界提供了一種新的視野，而且這些特殊的RNA修飾對於幾乎所有的生物學過程都有一定的影響。分子生物學的中心法則描繪了DNA轉錄形成RNA的細胞通路，進而為蛋白質產生提供了一定的基礎，自從1956年科學家弗朗西斯-克裡克（Francis Crick）提出的DNA複製理論後，科學家們就已經發現了對DNA和蛋白質進行多種修飾可以調節轉錄和翻譯的過程。

早在2011年Chuan He的研究小組就發現了第一種RNA脫甲基酶可以逆轉最為普遍的mRNA甲基化—N6-甲基腺嘌呤（m6A），而本文研究中，芝加哥大學和特拉維夫大學的研究者通過合作描述了第二種功能性的mRNA甲基化—N1甲基腺嘌呤（m1A），同m6A類似，這種小型的修飾具有進化保守性，而且在人類、嚙齒類動物及酵母中普遍存在，但其位置以及對基因表達的效應卻可以反應一種新形式的表觀轉錄組學控制。

研究者指出，m1A的發現非常重要，這不僅是因為其自身可以影響機體的生物學過程，而且其可以證實目前並不僅僅有一種功能性修飾的假設；而且這種新型的修飾將會在不同位點產生多種修飾，而且在每一種修飾都會攜帶不同的信息來控制mRNA的命運和功能。m1A和m6A會通過不同的通路來實施對mRNA的影響，很多研究都發現m6A主要位於信使RNA分子的尾部區域，其會增加信使RNA分子的轉錄和翻轉率；而m1A則主要位於mRNA轉錄物的起始密碼子位置，而該位置是蛋白質翻譯的起始，不同的機制將會提供不同的基因表達轉錄後調節或者說是在不同的生理學位置下對特殊基因實施選擇性地激活。

研究者Christopher Mason說道，本文研究是表觀轉錄組學(Epitranscriptome)研究領域的一項突破性進展，其將幫助我們更加清楚地闡釋RNAs如何被調節，更為重要的是此前我們發現m6A在基因末端非常豐富，而如今我們發現m1A也可以幫助進行基因起始部位的調節，這就為解釋類似於組蛋白代碼和遺傳學代碼的表觀轉錄組學代碼相關問題提供了一定的幫助。

未來研究中研究人員將去檢測人類發育及多種疾病發生過程中m1A甲基化所扮演的重要角色，從而為開發治療疾病的新型療法提供思路。（生物谷Bioon.com）

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The dynamic N1-methyladenosine methylome in eukaryotic messenger RNA

Dan Dominissini, Sigrid Nachtergaele, Sharon Moshitch-Moshkovitz, Eyal Peer, Nitzan Kol, Moshe Shay Ben-Haim, Qing Dai, Ayelet Di Segni, Mali Salmon-Divon, Wesley C. Clark, Guanqun Zheng, Tao Pan, Oz Solomon, Eran Eyal, Vera Hershkovitz, Dali Han, Louis C. Doré, Ninette Amariglio, Gideon Rechavi & Chuan He

Gene expression can be regulated post-transcriptionally through dynamic and reversible RNA modifications. A recent noteworthy example is N6-methyladenosine (m6A), which affects messenger RNA (mRNA) localization, stability, translation and splicing. Here we report on a new mRNA modification, N1-methyladenosine (m1A), that occurs on thousands of different gene transcripts in eukaryotic cells, from yeast to mammals, at an estimated average transcript stoichiometry of 20% in humans. Employing newly developed sequencing approaches, we show that m1A is enriched around the start codon upstream of the first splice site: it preferentially decorates more structured regions around canonical and alternative translation initiation sites, is dynamic in response to physiological conditions, and correlates positively with protein production. These unique features are highly conserved in mouse and human cells, strongly indicating a functional role for m1A in promoting translation of methylated mRNA./P>