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            《科學》發表同濟大學高亞威教授團隊聯合研究成程連元果

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              重大發現

              1月17日,同濟大學生命科學與技術學院、附屬東方醫院高亞威教授聯合美國芝加哥大學邁騰教授何川、中科院北京基因組研究所研究員韓大力合作完成的研究成果“N6-methyladeno傢庭教師的馴服sine of chromosome-associated regulatory RNA regulates chromatin state and transcription”(《染色體相關RNA上的m6A 修飾參與染色質狀態與轉錄活性的調控》),在線發表於國際頂尖學術期刊《科學》。該研究首次揭致命伴旅示瞭RNA的m6A修飾調控染色質狀態和轉錄活性的重要機制,刷新瞭對m6A功能的認識。

            調控性染色質相關RNA通過m6A修飾調控轉錄的分子模型

              對於生命體來說,細胞是最小的功能單位,而在細胞風月寶鑒之初美國無接觸格鬥賽入桃花洞中,DNA是遺傳物質,它與自身纏繞的組蛋白共同形成染色質。DNA可以轉錄生成RNA,RNA隨後被運輸到細胞核外後,通過翻譯作用可以形成不同的蛋白質。細胞就像是一個大的生產工廠,DNA和染色質就是工廠裡面的核心生產線,不同生產線是不同的基因,可以生產出不同的模具。這些模具被運輸出生產線所在的廠房後,通過翻譯過程生產出不同的產品。但是同一個體的不同細胞產生的蛋白從種類到數量都有很大的不同,這就來源於染色質上表觀修飾(包括DNA本身和DNA上結合組蛋白)以及RNA的表觀修飾造成的影響,相當於分別對應生產線的控制和模具翻譯成產品過程的控制。其中N6甲基腺嘌呤(m6A)是真核生物mRNA上常見的修飾類型,近年來,m6A被證明在胚胎發育、配子發生、免疫系統、以及各種腫瘤發生等過程中發揮瞭重要作用。但是,這兩個表觀調控系統之間是否存知網在直接的相互影響,一直尚無確切的結論。

            左一為高亞威教授,左四為博士生陳川

              為解答這一問題,印度節車廂改為隔離病房研究者首先利用m6A“書寫”蛋白METTL3缺陷的小鼠胚胎幹細胞,分離瞭處於胞質、核質和染色質上三個空間內的RNA。結果發現,這個蛋白顯著影響瞭染色質上的RNA,尤其是位於基因調控區域以及重復序列區域轉錄出的RNA(後文簡稱為carRNA)上獲得m6A修飾。有趣的是,研究者發現這些carRNA上的m6A修飾可以進一步被修飾識別蛋白YTHDC1識別。而這個YTHDC1蛋白就如同生產線上的質檢員,一旦發現生產線上的carRNA被METTL3加上瞭m6A修飾,就會把這條RNA拿去降解掉。

              更有意思的是,研究者發現,這種依賴於m6A的carRNA降解機制對於細胞來說非常重要。在METTL3或YTHDC1敲除後的細胞系中,carRNA出現累積後會直接影響相關區域,以及下遊基因的轉錄活性,從而引起基因組水平的轉錄活性增加、染色質開放程度增加。這就意味著這種生產線上的質檢和清除機制,可以有效控制生產線上的生產速度,降低因為開發程度增加引起的各種不穩定損傷。

              生命科學專傢表示,此項研究不僅實現瞭對於染色質相關RNA的m6A修飾調控機制的探討,更首次揭示瞭RNA的m6A修飾調控染色質狀態和轉錄活性的重要機制。這對於研究和理解生物體復雜的表觀調控網絡,提最新輪亂視頻在線觀看供瞭新的思路與研究視角,具有很強的理論先導性和示范性。這一發現也為發育和疾病的調控和靶點開發提供瞭重要的理論依據。

              此項目的部分工作是高亞威教授在芝加哥大學公派訪學期間與何川教授團隊共同完成。其中,芝加哥大學何川教授團隊的博士後劉君博士和豆曉陽博士以及中國科學院北京基因組研究所博士生陳傳遠為該論文的共同第一作者,何川教授、韓大力研究員與高亞威教授為論文的共同通訊作者。同濟大學生命科學與技術學院博士生陳川通過同濟大學資助的交叉學科短期國際交流項目,參與瞭本項目的多項工作。該論文在線發表於《科學》,是同濟大學國際交流合作取得的又一重要成果。