華人科學家在《Cell》發表tRNA去甲基化重要成果

2020-12-01 生物谷

北京時間10月14號凌晨，《Cell》雜誌在線發表了來自芝加哥大學何川課題組和Tao Pan課題組合作的文章，該篇文章主要報導了ALKBH1介導的tRNA去甲基化從而調控翻譯。



我們知道，RNA上有著非常多種類（>100）的化學修飾，在這些化學修飾中甲基化是一種研究的比較多而且比較廣泛分布的修飾。目前，已知可以被甲基化修飾RNA主要有：mRNA、rRNA、tRNA、snRNA和snoRNA等，其中mRNA上修飾豐度最高的m6A是目前研究的最多也是最深入的。一般認為，催化m6A的酶為METTL3/METTL14/WTAP，去甲基化酶為ALKBH5和FTO，結合蛋白（Reader）主要是YTHDF家族蛋白（作用機理見下圖）。



m6A修飾圖（引自何川，2013，RNA Biology）


過去幾年，在m6A RNA甲基化修飾領域，何川教授和中科院北京基因組所的楊運桂研究員（2015年諾貝爾化學獎得主Tomas Lindahl的關門弟子，2016年國家傑青）做了大量的出色的工作，一直引領著這個領域向前發展。



楊運桂研究員（2016年在復旦暑期培訓授課，徐鵬攝）


這裡先簡短的介紹一下楊運桂老師的相關工作。2013年於何川合作在Molecular Cell報導了ALKBH5是哺乳動物中的一種RNA去甲基化酶，並且能夠影響RNA代謝和小鼠的育性；2014年在Cell Research報導了WTAP是催化m6A甲基化酶體系中的一個重要組成部分；2014年還是在Cell Research報導了FTO介導的m6A去甲基化能夠調控mRNA剪接並且是脂肪生成所必須的；2015年和周琪院士、王秀傑研究員合作在Cell Stem Cell發表封面文章報導m6A RNA的甲基化受microRNA的調節並且促進

幹細胞

重編程；2016年在Molecular Cell報導了m6A的識別蛋白YTHDC1能夠調控RNA剪接。



何川教授


何川教授出生於貴州，1989年考入中科大應用化學系學習，2000年獲麻省理工學院博士學位，博士期間所做的工作主要是關於雙核金屬配合物的研究，代表作為兩篇JACS文章，2000-2002年在哈佛大學做博士後研究，師從G. Verdine教授轉入核酸方向研究。2002年博後結束後在芝加哥大學開始了獨立的學術生涯，擔任化學系助理教授，6年後晉升為副教授，然後短短兩年後又晉升為芝加哥大學正教授。從副教授晉升正教授，他僅花了兩年，打破了芝大理學院兩年半的記錄。2013年入選HHMI研究員，成為當年入選的唯一華人科學家，2014年他又成為講席教授。此外，他還從2009年起擔任北大化學與分子工程學院*講座教授至今。迄今為止，何川教授在包括CNS雜誌在內的雜誌中發表了超過240篇學術論文。



何川教授被生物圈的同行所熟知可能要從從他們組最先發現FTO蛋白具有RNA去甲基化酶功能說起。好玩的是，2008年何川的這一重要工作是發表在《FEBS Letter》（2015 IF：3.519）雜誌上的，如果大家還有印象的話，大家應該記得上周剛獲諾獎的大隅良典教授有關自噬基因最初篩選的工作也是發表在這個雜誌上。



2010年，何川教授還應邀在《Nat. Chem. Bio.》雜誌上首次提出了「RNA表觀遺

遺傳

學」這一新的概念。然而這個時候DNA去甲基化酶TET已經被鑑定出來了，但是5hmC在全基因組水平的分布是怎樣的如何測定還是個難題。這個時期，何川課題組在全球範圍內首次建立了測定全基因組5hmC的方法學，並迅速在學術界運用推廣，也發表了相關的Cell文章，而且在DNA去甲基化機制上也做出了相當漂亮的工作。與此同時，有關RNA甲基化的去甲基化研究工作也正在火熱展開，何川研究組繼續在這個領域深挖，從而鑑定到了一系列有關m6A RNA甲基化的催化酶，去甲基化酶和識別蛋白等，並發現了相關蛋白的系列生物學功能，這些文章也都是發表在Nature、Nature子刊和Cell系列等系列雜誌上。2015年，何川課題組還在藻類中發現了DNA上一中心的甲基化修飾形式m6A，詳見BioArt日前報導的文章何川課題組報導DNA新修飾m6A在斑馬魚和豬早期胚胎發育中的分布。2014年他還應邀在《Nature Review Gnetics》和《Annu. Biochem.》（與哈佛張毅教授合作）雜誌上發表重要綜述文章（見下圖）。


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