N6-甲基腺苷(m6A)在各种生物过程中调节信使RNA(mRNA)的稳定性和翻译。2020年1月16日,芝加哥大学何川,中国科学院北京基因组研究所韩大力及同济大学高亚威共同通讯在Science 在线发表题为“N6-methyladenosine of chromosome-associated regulatory RNA regulates chromatin state and transcription”的研究论文。
该研究表明在小鼠胚胎干细胞中敲除m6A催化蛋白Mettl3或核识别蛋白Ythdc1会增加染色质的可及性,并以m6A依赖性方式激活转录。该研究发现METTL3在染色体相关的调控RNA(carRNA)上沉积了m6A修饰,包括启动子相关的RNA,增强子RNA和重复RNA。 总的来说,该研究结果表明,carRNA上的m6A可以全局调节染色质状态和转录。
N6-甲基腺苷(m6A)是大多数真核生物mRNA的大量修饰,主要受“writer”,“eraser”和“reader”蛋白质的调控。mRNA m6A修饰是由METTL3催化产生,可以通过去甲基酶FTO和ALKBH5除去。“writer”,包括YTH结构域家族和HNRNP蛋白,直接或间接识别m6A标记的转录本并影响mRNA代谢。
m6A在多种生物学过程中起着关键作用,包括胚胎干细胞和成体干细胞的自我更新和分化。在小鼠胚胎干细胞(mESCs)中,编码多能性因子的转录本倾向于被m6A甲基化并受到YTHDF2介导的细胞质衰变,从而影响它们在分化过程中的更新。然而,鉴于Ythdf2基因敲除小鼠可以存活至胚胎发育后期,而mettl3基因敲除可导致早期胚胎致死,因此m6A似乎在早期发育中也表现出不依赖YTHDF2的调控。有趣的是,核m6A识别蛋白Ythdc1的小鼠敲除表现出与Mettl3敲除相似的早期小鼠胚胎致死性。这些观察结果暗示,m6A可能在影响细胞存活和分化的细胞核中发挥其他作用。先前的研究还表明,染色质修饰子转录本上的m6A甲基化或甲基转移酶的染色体结合可能会影响转录。
该研究发现,在小鼠胚胎干细胞中敲除m6A催化蛋白Mettl3或核识别蛋白Ythdc1会增加染色质的可及性,并以m6A依赖性方式激活转录。该研究发现METTL3在染色体相关的调控RNA(carRNA)上沉积了m6A修饰,包括启动子相关的RNA,增强子RNA和重复RNA。
YTHDC1通过NEXT介导的核降解促进这些m6A修饰的RNA的子集(尤其是LINE1元素)的降解。通过METTL3缺失或所选carRNA的位点特异性m6A去甲基(减少m6A甲基化),可提高carRNA的水平,并促进开放的染色质状态和下游转录。总的来说,该研究结果表明,carRNA上的m6A可以全局调节染色质状态和转录。
参考消息:
https://science.sciencemag.org/content/early/2020/01/15/science.aay6018
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