[优秀文章推荐]中国农科院揭示植物RNA甲基化调控新机制
近年来,RNA甲基化修饰调控生物发育和基因表达是表观遗传研究的热点,m6A的产生机制和生物学功能已有较多研究论文发表,然而RNA上的另一种修饰m5C(5-甲基胞嘧啶)长期以来研究较少。利用m5C IP seq揭示了6045个m5C修饰富集区在拟南芥mRNA上的分布规律,发现了m5C甲基化转移酶并阐述了调控植物发育及基因表达的新机制,该成果将为进一步研究RNA甲基化调控机制及应用提供依据。
图 1. m5C RNA IP seq修饰位点鉴定
RNA作为重要的遗传物质,截至目前已有100余种不同的化学修饰形式被发现,甲基化是其中最为重要的修饰方式,RNA的胞嘧啶(C)在转录后形成 5-甲基胞嘧啶m5C,作为一种重要的RNA修饰可能具有重要的生物学调控功能。
基于验证的m5C抗体,利用改进的RNA IP seq高通量测序方法、生物信息和统计手段,揭示了m5C在mRNA的分布规律(图1):在4465个基因中发现6045个m5C富集区域,在此基础进一步分析发现m5C主要富集在编码区,尤其在起始密码子下游和终止密码子前。并且利用LC-MS/MS 和 dot blot技术发现在拟南芥各个组织和不同的发育时期m5C修饰具有动态变化,显示了RNA甲基化调控的多样性。
图 2. 蔗糖梯度沉降及dot-blot和LC-MS/MS分离鉴定m5C
前人研究表明,tRNA和rRNA中m5C影响蛋白的翻译,该研究通过蔗糖梯度沉降方法分离不同翻译条件下的含有m5C mRNA(图 2A),利用dot blot(图 2B、C) 和LC-MS/MS(图2D)分析显示分离的各个组分中ribosomal subunits (40S and 60S) 和 monosomes中m5C含量比较高,这些组分结合的mRNA 翻译活性低,显示m5C修饰可能抑制mRNA翻译。
研究团队进一步研究发现tRNA甲基转移酶TRM4B具有mRNA甲基化转移活性的活性(图3),功能缺失影响植物尤其是根部的发育,并且m5C的含量明显降低。进一步分析显示TRM4B通过影响根发育相关基因m5C的修饰,影响mRNA的稳定性来实现对基因的调控。
图 3. TRM4B具有mRNA甲基化酶活性
综上所述,该研究发现了mRNA m5C是一个在植物基因中新的表观调控marker,参与到调控植物的生长发育过程中。 返回小木虫查看更多
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楼主要是同时附上文章的DOI 那就更好了!
DOI: 10.1016/j.molp.2017.09.013
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RNA作为重要的遗传物质,截至目前已有100余种不同的化学修饰形式被发现, m6A的产生机制和生物学功能已发表大量文献,然而RNA上的另一种修饰m5C(5-甲基胞嘧啶)长期以来研究较少。近年,围绕RNA甲基化修饰调控生物发育和基因表达的研究是表观遗传的热点。