科研人員研發RNA甲基化7-甲基鳥嘌呤測序技術
來源/作者:北京基因組所  日期:2019-09-29

7-甲基鳥嘌呤(m7G)修飾是轉錄后調控中最常見的堿基修飾形式之一,廣泛分布于tRNA、rRNA以及真核生物mRNA的5’帽子區,對維持RNA的加工代謝、穩定、出核以及蛋白質翻譯具有重要作用。近期研究表明高等真核生物mRNA內部也含有m7G修飾,然而對其分布特征和調控作用目前尚不清楚。

中國科學院北京基因組研究所楊運桂團隊開發了單堿基分辨率的m7G高通量測序技術(m7G miCLIP-seq),通過該方法系統性描繪m7G在真核生物mRNA內部的分布特征,并進一步解析應激處理下該修飾對蛋白質翻譯的分子調控機制。相關研究成果在9月13日以Dynamic methylome of internal mRNA N7-methylguanosine and its regulatory role in translation 為題在線發表于Cell Research 雜志。

研究團隊通過繪制真核生物mRNA內部的m7G分布圖譜,發現該修飾的分布具有物種保守性。正常條件下,人和小鼠mRNA內部的m7G顯著富集于5’非翻譯區(5’UTR)尤其是翻譯起始位點附近的AG二堿基富集區;而H2O2和熱激處理下,m7G分布發生動態性變化,顯著富集于基因編碼區(CDS)和3’UTR區。結合Ribosome profiling數據發現,應激處理下形成的m7G具有促進蛋白質翻譯的作用;進一步結合minigene報告系統證實,H2O2處理下PCNA 3’UTR上的m7G修飾能夠增強該基因的翻譯效率。進一步通過western blot實驗證實,應激處理下,已知的m7G甲基轉移酶METTL1的蛋白水平顯著增加,說明應激處理下METTL1可能參與調控真核生物mRNA內部的m7G形成。

該研究通過開發單堿基分辨率的m7G高通量測序技術,成功繪制了高等真核生物mRNA內部的m7G動態分布圖,并揭示了應激處理下m7G對蛋白質翻譯的分子調控機制,為后續m7G的功能性研究提供基本的技術和理論支撐。該研究得到中科院戰略性先導科技專項、國家自然科學以及國家重點研發計劃等的資助。

【關鍵詞】堿基 基因
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