APA可介導HSP活化並調節穀氨醯胺代謝

2020-11-29 科學網

APA可介導HSP活化並調節穀氨醯胺代謝

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/3/31 16:49:12

德國海德堡幹細胞技術與實驗醫學研究所Andreas Trumpp和Nina Cabezas-Wallscheid研究組合作取得一項新成果。他們發現差異化的可替代性聚腺苷酸化（APA）全覽介導造血幹細胞（HSC）活化並調節穀氨醯胺代謝。2020年3月30日出版的《細胞-幹細胞》雜誌發表了這項成果。

他們首先證明HSC發揮功能需要APA調控子Pabpn1參與。然後，他們通過實行低輸入3'測序與生物信息流水線配對，確定HSC和祖細胞的全基因組APA全覽（APAome）。這揭示了在轉錄組範圍內的動態APA模式和分化過程中，以及在穩態或應激誘導的從靜止到增殖的轉換過程中，3'非翻譯區（3'-UTR）的整體縮短。

具體來說，他們表明APA通過Nudt21調節激活誘導的穀氨醯胺酶（Gls）異構體轉換。通過增加GAC：KGA同工型比例來適應穀氨醯胺代謝，為HSC自我更新和適當的應激反應提供了多種多樣的代謝途徑。他們的研究將APA建立為協調HSC自我更新、行為和承諾的關鍵調控層級。

據悉，通過控制3'-UTR的組成，APA正在成為RNA和蛋白質同工型表達的重要調控機制。APA在幹細胞層次結構中的相關性仍然難以確定。

附：英文原文

Title: Differential Alternative Polyadenylation Landscapes Mediate Hematopoietic Stem Cell Activation and Regulate Glutamine Metabolism

Author: Pia Sommerkamp, Sandro Altamura, Simon Renders, Andreas Narr, Luisa Ladel, Petra Zeisberger, Paula Leonie Eiben, Malak Fawaz, Michael A. Rieger, Nina Cabezas-Wallscheid, Andreas Trumpp

Issue&Volume: 2020-03-30

Abstract: Alternative polyadenylation (APA) is emerging as an important regulatory mechanismof RNA and protein isoform expression by controlling 3′ untranslated region (3′-UTR)composition. The relevance of APA in stem cell hierarchies remains elusive. Here,we first demonstrate the requirement of the APA regulator Pabpn1 for hematopoietic stem cell (HSC) function. We then determine the genome-wide APAlandscape (APAome) of HSCs and progenitors by performing low-input 3′ sequencing pairedwith bioinformatic pipelines. This reveals transcriptome-wide dynamic APA patternsand an overall shortening of 3′-UTRs during differentiation and upon homeostatic orstress-induced transition from quiescence to proliferation. Specifically, we showthat APA regulates activation-induced Glutaminase (Gls) isoform switching by Nudt21. This adaptation of the glutamine metabolism by increasing the GAC:KGA isoform ratiofuels versatile metabolic pathways necessary for HSC self-renewal and proper stressresponse. Our study establishes APA as a critical regulatory layer orchestrating HSCself-renewal, behavior, and commitment.

DOI: 10.1016/j.stem.2020.03.003

Source: https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(20)30095-3

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