《Cell》揭秘人類細胞假尿嘧啶化新功能

2021-02-20 生物通

成熟的血細胞來自造血幹細胞（hematopoietic stem cells），血液生產需要精密的蛋白質表達調節，然而，對某些侵襲性血癌來說，造血幹細胞的蛋白質生產調節缺陷顯而易見。瑞典隆德大學發現了一種全新的蛋白生產調節機制，該機制直接影響幹細胞功能。這項研究成果發表在4月6日的《Cell》期刊。

「造血幹細胞功能失調危及生命，在老年人群中特別常見。」項目組長Cristian Bellodi解釋道。「高蛋白合成水平是消除癌-起始細胞的關鍵所在。」

RNA是解碼遺傳信息的關鍵分子。RNA分子的化學結構受特異性酶修飾，許多嚴重醫學症候群以及各種癌症都與RNA修飾酶功能異常有關。然而，有關RNA修飾對人類發育和疾病的具體影響還存在大量未知區域。

Bellodi博士實驗室最近剛剛解開了人類RNA修飾的最常見形式，假尿嘧啶化（pseudouridylation）的重要功能。

新文章的關鍵發現是，幹細胞如果缺乏響應RNA假尿嘧啶（pseudouridine）修飾的酶，PUS7，影響細胞生長的蛋白質產量就會出現異常，蛋白質過載阻礙了幹細胞分化為血細胞。

進一步研究發現，PUS7酶有能力為一種被稱為miniTOGs （mTOGs）的未定義、非編碼蛋白RNA分子添加一個假尿嘧啶修飾。假尿嘧啶的存在激活了mTOGs對幹細胞蛋白質合成機制的抑制作用，從而確保蛋白質產量正確。

「新證據表明，PUS7和假尿嘧啶表觀遺傳修飾是維護人類幹細胞生長和血液製造的關鍵調節機制，」Cristian Bellodi說。

RNA修飾酶PUS7（綠色）在人胚胎幹細胞細胞核（藍色）中的定位免疫螢光圖

在不同類型的正常和惡性細胞中，假尿嘧啶修飾很可能對各種RNA分子都有影響。「我們的發現是在為探索假尿嘧啶化在人類疾病發展中的角色鋪路。」

原文標題

Pseudouridylation of tRNA-Derived Fragments Steers Translational Control in Stem Cells

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