红尘滚滚背后的推手:m6A修饰在造血干细胞发育中的关键作用

作者: 韩潇、陈宇晟

来源: 中国科学院北京基因组研究所

发布日期: 2017-09-25 07:30:00

中国科学院动物研究所刘峰课题组与中国科学院北京基因组研究所杨运桂课题组研究人员合作,首次揭示了m6A修饰在造血干细胞发育中的关键作用,通过调控造血发育重要基因的稳定性,决定内皮细胞转变成造血干细胞。

红尘啊滚滚痴痴啊情深,聚散终有时;留一半清醒留一半醉,至少梦里有你追随……叶倩文的这首《潇洒走一回》可以说在90年代风靡大街小巷,几乎人人都能哼两嗓子。不过小编今天并不是想K歌,而是想要谈一谈我们体内红尘滚滚般的血液背后有谁在“追随”?

说起血液,它可是生命之源,不仅通过运输营养物质,为机体提供能量,更是我们抵御病毒细菌的保护伞。人体内所有的血细胞都来源于造血干细胞,可见其有多么重要。这群干细胞不仅可以维持血液系统的长期稳定,也是移植治疗恶性血液疾病的主力军。不过,目前造血干细胞来源仍是制约临床恶性血液疾病治疗的一个很大障碍。因此,深层次挖掘造血干细胞的机制,研究清楚造血干细胞到底是怎么来的,有助于更有力地指导临床,为人类造福。

前不久,中国科学院动物研究所刘峰课题组与中国科学院北京基因组研究所杨运桂课题组研究人员合作,在Nature杂志上发表了题为m6A modulateshaematopoietic stem and progenitor cell specification的文章,首次揭示了m6A修饰在造血干细胞发育中的关键作用。这可是该研究领域的一项重要突破。

敲黑板!敲黑板!涨“姿势”的时候来啦!

造血干细胞是通过内皮-造血转换方式在主动脉血管底部由内皮细胞产生的。也就是说,造血干细胞的前身其实是一群朴素低调的内皮细胞。在这项研究中,科学家们发现一种RNA甲基化修饰——m6A(下图红色“链条”)通过调控造血发育重要基因的稳定性,从而决定内皮细胞(下图绿色“煎饼”)转变成造血干细胞(下图蓝色“球球”)。也就是说,低调的内皮细胞在m6A的怂恿下,转变成了活泼好动的造血干细胞。

这个有趣又重大的发现是如何产生的呢?科学家们很早之前就发现,m6A在斑马鱼早期发育过程中发挥着重要作用。在斑马鱼的血液-血管系统中,科学家可以检测到m6A甲基转移酶——mettl3的特异性表达。因此,他们推测m6A修饰在血液发育过程中可能是一个重要的调控因素。

当mettl3这种甲基转移酶缺失后,胚胎不能正常产生造血干细胞,而血管的内皮特性却明显增强,内皮细胞很老实,呈现一片祥和乖巧的姿态(即其造血干细胞特性表现不显著)。这说明mettl3的缺失可能阻断了“内皮-造血”转换方式。同时,科学家也通过m6A-Seq和RNA-Seq测序技术,发现notch1a等动脉内皮发育相关的基因在m6A甲基转移酶mettl3缺失的胚胎中也是显著下调的。

以上证明了m6A与“内皮-造血”转换方式可能存在重要关系。

因此,科学家之后通过YTHDF2-RIP-Seq和单碱基分辨率的m6A-miCLIP-Seq发现,YTHDF2结合蛋白通过识别notch1a上的m6A修饰位点调控其稳定性,以维持转换过程中内皮细胞和造血细胞基因表达的平衡,进而调控造血干细胞的命运决定。

简单地说,notch1a是“内皮-造血”转化过程中的指挥部,它的降解是内皮细胞向造血细胞分化的重要信号。m6A在说服内皮细胞转化为造血干细胞的过程中,通过招募打手YTHDF2结合蛋白识别notch1a,使notch1a发生降解,瓦解了内皮系统的司令部,于是内皮细胞纷纷转化为造血干细胞。

之后这个结果在小鼠中也得到了验证,证明m6A对造血干细胞命运决定的调控在脊椎动物中是保守的。这项研究为我们更好地认识造血干细胞提供了重要的思路和方法。随着测序技术手段的不断提升和复杂多样的生物学机制的发现,我们相信在不远的将来,上下而求索的科研工作者一定会给我们带来全方位多领域的生物学的“饕餮盛宴”!让我们期待这一天的到来吧!

UUID: 91617832-3db4-4d35-9d08-e380ed0b2fff

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/中科院之声公众号-pdf2txt/2017/中科院之声_2017-09-25_“红尘滚滚”幕后的推手竟然是…….txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0039 元