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Nature:何川团队再获突破,发现第二种新型的RNA甲基化修饰

来源:生物谷 2016-02-18 15:23

图片来源:medicalxpress.com

2016年2月18日 讯 /生物谷BIOON/ --发表于国际杂志Nature上的一项研究论文中,来自芝加哥大学等处的科学家揭示了一种新型的基因表达控制方式,文章中研究者描述了一种小型的化学修饰可以明显增强基因向蛋白质的表达过程。

研究者Chuan He表示,这项研究发现为生物学世界提供了一种新的视野,而且这些特殊的RNA修饰对于几乎所有的生物学过程都有一定的影响。分子生物学的中心法则描绘了DNA转录形成RNA的细胞通路,进而为蛋白质产生提供了一定的基础,自从1956年科学家弗朗西斯-克里克(Francis Crick)提出的DNA复制理论后,科学家们就已经发现了对DNA和蛋白质进行多种修饰可以调节转录和翻译的过程。

早在2011年Chuan He的研究小组就发现了第一种RNA脱甲基酶可以逆转最为普遍的mRNA甲基化—N6-甲基腺嘌呤(m6A),而本文研究中,芝加哥大学和特拉维夫大学的研究者通过合作描述了第二种功能性的mRNA甲基化—N1甲基腺嘌呤(m1A),同m6A类似,这种小型的修饰具有进化保守性,而且在人类、啮齿类动物及酵母中普遍存在,但其位置以及对基因表达的效应却可以反应一种新形式的表观转录组学控制。

研究者指出,m1A的发现非常重要,这不仅是因为其自身可以影响机体的生物学过程,而且其可以证实目前并不仅仅有一种功能性修饰的假设;而且这种新型的修饰将会在不同位点产生多种修饰,而且在每一种修饰都会携带不同的信息来控制mRNA的命运和功能。m1A和m6A会通过不同的通路来实施对mRNA的影响,很多研究都发现m6A主要位于信使RNA分子的尾部区域,其会增加信使RNA分子的转录和翻转率;而m1A则主要位于mRNA转录物的起始密码子位置,而该位置是蛋白质翻译的起始,不同的机制将会提供不同的基因表达转录后调节或者说是在不同的生理学位置下对特殊基因实施选择性地激活。

研究者Christopher Mason说道,本文研究是表观转录组学(Epitranscriptome)研究领域的一项突破性进展,其将帮助我们更加清楚地阐释RNAs如何被调节,更为重要的是此前我们发现m6A在基因末端非常丰富,而如今我们发现m1A也可以帮助进行基因起始部位的调节,这就为解释类似于组蛋白代码和遗传学代码的表观转录组学代码相关问题提供了一定的帮助。

未来研究中研究人员将去检测人类发育及多种疾病发生过程中m1A甲基化所扮演的重要角色,从而为开发治疗疾病的新型疗法提供思路。(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>

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