如今,时代发展的节奏“嗖嗖”的,势不可挡;现在出门可都是要“看脸”啦!不要误会,不要着急,小编指的是最近的研究发现,mRNA要靠“刷脸”才能从细胞核遛进细胞质,评判标准就是其上面有没有m5C(5-甲基胞嘧啶)这种表观修饰。说到表观修饰,大家并不陌生。在非DNA序列改变的情况下,表观修饰可能会造成基因功能可逆的、可遗传的改变。
不仅DNA以及被DNA缠绕的组蛋白上可能会有这种所谓的表观修饰,RNA上也存在哦!
近日,中国科学院北京基因组研究所精准基因组医学重点实验室及遗传与发育协同创新中心杨运桂研究组和郑州大学第一附属医院生殖与遗传专科医院孙莹璞研究组、中国科学院生态环境研究中心汪海林研究组合作,在Cell Research杂志上发表了文章5-methylcytosinepromotes mRNA export,揭示了m5C修饰在mRNA的分布图谱规律及其对调控mRNA出核作用的新机制。
mRNA上的m5C修饰是20世纪70年代首次在仓鼠细胞的中发现的。这个甲基化的帽子可是像极了DNA上的5mC修饰哦!首先,他们建立了改进的RNA m5C单碱基分辨率高通量测序与生物信息分析技术。简单地说,使用改进后的技术,我们就能够摆脱“雾里看花”的状态,看到更精细的m5C修饰图谱啦!研究发现,这种修饰多出现在mRNA翻译起始位点的下游,并且主要分布在CG(胞嘧啶和鸟苷酸)比较多的地方。
通过分析对比人和小鼠不同组织,他们发现在哺乳动物中,m5C在mRNA上的分布特征十分保守,而在不同组织中修饰的基因具有特异性。也就是说,哺乳动物中mRNA上的m5C修饰可是极为相似的,但是它也具有组织特异性。不仅如此,该文还揭示了这种修饰在mRNA上的分布规律,并且发现它也参与生殖发育的调控。在小鼠的睾丸发育过程中,携带有m5C修饰的基因大多与精子发育相关功能有关。
当然,这种神奇的修饰并不是平白无故产生的,甲基转移酶NSUN2可以使RNA上的胞嘧啶被甲基化。当细胞内NSUN2缺失后,mRNA不能自如地从细胞质遛到细胞核中去了。难道是m5C在作怪?NSUN2缺失后,m5C修饰减少,抑制了mRNA出核?研究进一步发现,一种出核调控蛋白ALYREF可以结合m5C修饰位点,从而使细胞核敞开大门,让mRNA光明正大地跑出去。
也就是说,mRNA从细胞核运输至细胞质,m5C修饰可是起到了大大的作用,没有这个“特权标签”,mRNA就只能乖乖在核里待着啦!
说了这么多,简要总结下该文重要内容吧:1.建立了改进的RNA m5C单碱基分辨率高通量测序与生物信息分析技术;2.发现了哺乳动物中m5C在mRNA上的分布特征十分保守且具有组织特异性;3.绘制了精细的m5C修饰图谱,并发现其参与生殖发育调控;4.发现了mRNA m5C主要甲基转移酶NSUN2(Writer)及其第一个结合蛋白ALYREF(Reader);5.揭示了m5C调控mRNA出核的重要功能。