中丹学院杨运桂研究员研发RNA甲基化7-甲基鸟嘌呤测序技术

  • 文、图/杨运桂 (中丹学院)
  • 创建于 2019-10-08
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  7-甲基鸟嘌呤(m7G)修饰是转录后调控中最常见的碱基修饰形式之一,广泛分布于tRNArRNA、以及真核生物mRNA5’帽子区,对维持RNA的加工代谢、稳定、出核以及蛋白质翻译具有重要作用。近期研究表明高等真核生物mRNA内部也含有m7G修饰,然而对其分布特征和调控作用目前尚不清楚。

  中国科学院大学中丹学院组学系、中国科学院北京基因组研究所杨运桂团队开发了单碱基分辨率的m7G高通量测序技术(m7G miCLIP-seq),通过该方法系统性描绘m7G在真核生物mRNA内部的分布特征,并进一步解析应激处理下该修饰对蛋白质翻译的分子调控机制。相关研究成果在913日以Dynamic methylome of internal mRNA N7-methylguanosine and its regulatory role in translation为题在线发表于Cell Research杂志。

  研究团队通过绘制真核生物mRNA内部的m7G分布图谱,发现该修饰的分布具有物种保守性。正常条件下,人和小鼠mRNA内部的m7G显著富集于5’非翻译区(5UTR)尤其是翻译起始位点附近的AG二碱基富集区;而H2O2和热激处理下,m7G分布发生动态性变化,显著富集于基因编码区(CDS)和3UTR区。结合Ribosome profiling数据发现,应激处理下形成的m7G具有促进蛋白质翻译的作用;进一步结合minigene报告系统证实,H2O2处理下PCNA 3UTR上的m7G修饰能够增强该基因的翻译效率。进一步通过western blot实验证实,应激处理下,已知的m7G甲基转移酶METTL1的蛋白水平显著增加,说明应激处理下METTL1可能参与调控真核生物mRNA内部的m7G形成。

  该研究通过开发单碱基分辨率的m7G高通量测序技术,成功绘制了高等真核生物mRNA内部的m7G动态分布图,并揭示了应激处理下m7G对蛋白质翻译的分子调控机制,为后续m7G的功能性研究提供基本的技术和理论支撑。该研究得到了中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学以及国家重点研发计划等基金资助。

 

  论文链接:https://www.nature.com/articles/s41422-019-0230-z

责任编辑:杨慧娴