北京基因組所研發RNA甲基化7-甲基鳥嘌呤測序技術

2020-11-25 中國科學院

　　7-甲基鳥嘌呤（m7G）修飾是轉錄後調控中最常見的鹼基修飾形式之一，廣泛分布於tRNA、rRNA以及真核生物mRNA的5』帽子區，對維持RNA的加工代謝、穩定、出核以及蛋白質翻譯具有重要作用。近期研究表明高等真核生物mRNA內部也含有m7G修飾，然而對其分布特徵和調控作用目前尚不清楚。

　　中國科學院北京基因組研究所楊運桂團隊開發了單鹼基解析度的m7G高通量測序技術(m7G miCLIP-seq)，通過該方法系統性描繪m7G在真核生物mRNA內部的分布特徵，並進一步解析應激處理下該修飾對蛋白質翻譯的分子調控機制。相關研究成果在9月13日以Dynamic methylome of internal mRNA N7-methylguanosine and its regulatory role in translation 為題在線發表於Cell Research 雜誌。

　　研究團隊通過繪製真核生物mRNA內部的m7G分布圖譜，發現該修飾的分布具有物種保守性。正常條件下，人和小鼠mRNA內部的m7G顯著富集於5』非翻譯區（5』UTR）尤其是翻譯起始位點附近的AG二鹼基富集區；而H2O2和熱激處理下，m7G分布發生動態性變化，顯著富集於基因編碼區（CDS）和3』UTR區。結合Ribosome profiling數據發現，應激處理下形成的m7G具有促進蛋白質翻譯的作用；進一步結合minigene報告系統證實，H2O2處理下PCNA 3』UTR上的m7G修飾能夠增強該基因的翻譯效率。進一步通過western blot實驗證實，應激處理下，已知的m7G甲基轉移酶METTL1的蛋白水平顯著增加，說明應激處理下METTL1可能參與調控真核生物mRNA內部的m7G形成。

　　該研究通過開發單鹼基解析度的m7G高通量測序技術，成功繪製了高等真核生物mRNA內部的m7G動態分布圖，並揭示了應激處理下m7G對蛋白質翻譯的分子調控機制，為後續m7G的功能性研究提供基本的技術和理論支撐。該研究得到中科院戰略性先導科技專項、國家自然科學以及國家重點研發計劃等的資助。

　　論文連結 

 

mRNA內部m7G的高通量測序技術及對mRNA翻譯調控機制

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