不同 RNA 修饰间的调控机制研究发现

日期: 2018年01月24日


    

导读:近日,中国科学院陈玲玲研究组与中科院杨力研究组合作发表 Molecular Cell 研究成果,揭示了两种较为普遍存在的 RNA 水平修饰 - 腺苷 N6 位置上的甲基化 (m6A) 和腺苷至次黄苷碱基编辑 (A-to-I editing) 之间的互作关系,阐明了 m6A 修饰对 A -to- I 编辑的负向调控作用及其机制。赛业小编为您推荐“不同 RNA 修饰间的调控机制研究发现”,详情如下:

  

m6A 修饰对 A -to- I 编辑的负向调控作用及其机制
m6A 修饰对 A -to- I 编辑的负向调控作用及其机制


近日,中国科学院生物化学与细胞生物学研究所陈玲玲研究组与中科院 - 马普计算生物学研究所杨力研究组合作的最新研究成果,以 N6-methyladenosines modulate A-to-I RNA editing 为题,发表在 Molecular Cell 上,研究揭示了两种较为普遍存在的 RNA 水平修饰 - 腺苷 N6 位置上的甲基化 (m6A) 和腺苷至次黄苷碱基编辑 (A-to-I editing) 之间的互作关系,阐明了 m6A 修饰对 A -to- I 编辑的负向调控作用及其机制。


迄今为止,多达 100 多种的 RNA 修饰已在体内被发现,其中 m6A 修饰及 A -to- I 编辑是存在于 (m)RNA 上最普遍的两种 RNA 水平的表观修饰,且均发生于腺苷(adenosine, A) 上。这两种 A 上的 RNA 表观修饰在催化原理和发生位置上存在很大不同:m6A 主要由甲基化酶复合体 (METTL3 和 METTL14) 催化发生,并由去甲基化酶 (FTO 和 ALKBH5) 可逆调节去甲基,其主要发生在单链 RNA 的 A 碱基上;而 A -to- I 编辑主要由 ADAR 酶介导,其主要发生在位于双链 RNA 的 A 碱基上,尚没有可逆的编辑酶被发现。因此,基于它们在催化原理和发生位置上的差异,推断 m6A 和 A -to- I 这两种最普遍的 RNA 表观修饰一般来讲不会竞争在同一个 A 碱基位置发生。但它们之间是否存在其它的互作关系,尚不清楚。


在该工作中,研究人员利用计算和实验相结合的系统研究方法,对 m6A 阳性和 m6A 阴性的 RNA-seq 数据进行 A -to- I 编辑的比较分析,揭示 m6A 修饰与 A -to- I 编辑之间存在一定的负相关关系;通过分析 m6A 甲基化酶 METTL3 和 / 或 METTL14 基因敲除样本中的 A -to- I 编辑进一步揭示 m6A 修饰对 A -to- I 编辑的负向调控作用;通过对多个内源转录本和构建的报告质粒在正常条件和 METTL3/METTL14 双敲条件下进行比较分析,发现 ADAR1 与 m6A 阳性转录本的结合能力较弱,而在 METTL3/METTL14 双敲抑制 m6A 时,ADAR1 与 m6A 阴性转录本的结合能力则显著提高,这提示 m6A 修饰对 A -to- I 编辑的负向调控作用可能是通过调节其与 ADAR1 的结合能力而实现。


研究工作得到了国家基金委、科技部、中科院及 HHMI 基金会的支持。研究揭示了 A -to- I 编辑在不同转录组中的动态变化调控以及 A -to- I 编辑酶 ADAR 在 miRNA 成熟过程中的全新作用,而这项最新的不同 RNA 修饰之间的互作研究为全面揭示复杂 RNA 表观修饰调控提供了新思路和新基础。


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