RNA修飾是基因表達的重要調節因素。在布氏錐蟲(Trypanosoma brucei)中,轉錄是多順反子的,因此大多數調節發生在轉錄后。N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine, m6A)已在這種寄生蟲中被檢測到,但其功能仍然未知。
在一項新的研究中,來自葡萄牙里斯本大學等研究機構的研究人員描述了一種修飾RNA分子poly(A)尾巴并阻止其降解的新機制。他們用RNA**沉淀法發現m6A在342種RNA轉錄本中富集,這其中就包括VSG的RNA轉錄本。這一現象**在導致昏睡病的布氏錐蟲中發現,可能是這種寄生蟲毒力的決定因素。這一基本發現不僅為這種**也為其他基于RNA的感染/**的**策略開辟了新的途徑。相關研究結果于2022年3月30日在線發表在Nature期刊上,論文標題為“N6-methyladenosine in poly(A) tails stabilize VSG transcripts”。
論文通訊作者、里斯本大學醫學院若昂-洛博-安圖內斯分子醫學研究所小組負責人Luísa Figueiredo說,“RNA分子本質上是‘信使’,將基因中編碼的信息用于產生每個有機體細胞內的分子機器---蛋白。但這些分子大多是不穩定的,而RNA分子的壽命是決定基因表達的一個重要因素。我們的實驗室研究布氏錐蟲,即一種導致人類昏睡病的寄生蟲。我們一直熱衷于了解這種寄生蟲是如何在人類和牛中引起**的。一種稱為可變表面糖蛋白(variant surface glycoprotein, VSG)的關鍵蛋白參與這個過程。作為一種主要的細胞表面蛋白,VSG具有周期性變化的能力,以逃避**系統對這種寄生蟲的識別?!?
具體而言,大約50%的m6A位于活躍表達的VSG轉錄本末端的poly(A)尾巴,m6A在去腺苷酸化和mRNA降解前從VSG的poly(A)尾巴移除。計算分析顯示,poly(A) 尾巴上的m6A與VSG基因的3'非翻譯區的一個長16個核苷酸的基序(下稱16-mer基序)之間存在關聯。通過使用遺傳工具,他們發現16-mer基序是一個順式作用的基序,是m6A包含在poly(A)尾巴所必需的。從VSG基因的3'非翻譯區去除這個基序,會導致poly(A) 尾巴缺乏m6A、快速去去腺苷酸化和mRNA降解。他們指出,這是**在真核生物的poly(A) 尾巴發現RNA修飾,揭示了基因調節的轉錄后機制。
論文**作者、里斯本大學博士生Idálio Viegas說,“在RNA受到降解之前,這些末端尾巴會被細胞中的分子機器逐步去除。這是降解不再需要的RNA分子的**步,在所有真核生物中都能觀察到,包括動物、植物和寄生蟲。我們發現,在這種VSG RNA分子中,有一種修飾可以避免它們受到降解,就好比‘隱形衣’一樣?!庇捎谶@些經過修飾的RNA分子不被細胞中的分子機器所注意,它們的降解就被阻止了。
那么這一發現與感染有什么關系呢?Viegas說,“VSG蛋白具有周期性變化的能力,以逃避**系統對這種寄生蟲的識別,而對這些RNA分子穩定性的調節對這種寄生蟲的毒力具有決定性作用。因此,這一新步驟的發現有助于制定針對昏睡病的新策略?!?
Figueiredo說,“這一發現表明,RNA分子的末端尾巴可以遭受修改以控制它們自身的壽命,這也改變了目前RNA生物學的觀點,開啟了必須進行進一步研究的新可能性。這些修飾很可能也存在于包括人類在內的其他真核生物中,并且可能代表了一種調節所有真核生物中RNA分子壽命和基因表達的普遍機制,只不過迄今為止還沒有被注意到?!?(生物谷 Bioon.com)
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