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袁必锋教授课题组发现鉴定核酸新型修饰
发布时间:2022-09-27 15:00  作者:  来源:公共卫生学院  阅读:

新闻网讯(通讯员公卫宣)《核酸研究》(Nucleic Acids Research)近日在线发表了公共卫生学院、中南医院交叉研究院袁必锋教授课题组在核酸表观遗传修饰领域取得的最新进展。该项研究在哺乳动物tRNA中发现鉴定了一种新型腺苷双甲基化修饰:N1,N6-二甲基腺苷(m1,6A),并证实m1,6A位于tRNA的第58位,普遍存在于哺乳动物细胞和组织中。TRMT6/61A能够催化tRNA中m1,6A的形成,ALKBH3能够催化m1,6A的去甲基化。m1,6A的发现扩大了RNA修饰的多样性,提供了tRNA修饰介导的基因调控新机制。

论文题为“Formation and removal of 1,N6-dimethyladenosine in mammalian transfer RNA”(《哺乳动物tRNA中m1,6A的形成和去除》)。化学与分子科学学院博士研究生游雪娇和张杉为论文第一作者和共同第一作者,袁必锋为论文通讯作者,武汉大学为论文唯一通讯作者单位。

除了经典的碱基之外,RNA分子中也包含丰富的化学修饰,近些年的研究发现,RNA修饰参与调节胚胎发育、脂质代谢、葡萄糖代谢、癌症发展、免疫反应和生理节律等多种生理过程。甲基化修饰是哺乳动物RNA中最普遍的修饰类型,比如腺苷的甲基化修饰可以发生在N6位和N1位,分别形成N6-甲基腺苷(m6A)和N1-甲基腺苷(m1A)。m6A和m1A广泛存在于哺乳动物的各种RNA中,在多种生理过程中起着重要的作用。

研究人员通过建立高灵敏、精准的质谱分析方法,在哺乳动物细胞和组织tRNA中发现鉴定了RNA新型修饰m1,6A。通过建立DNA探针杂交结合核酸酶特异性消化和高灵敏质谱分析的策略,证实m1,6A存在于tRNAGly(GCC)的第58位。定量分析结果表明,m1,6A在乳腺癌组织中含量显著上升。研究人员进一步探索了tRNA中m1,6A的甲基转移酶和去甲基化酶。通过将体外表达纯化的m1A甲基转移酶TRMT6/61A与tRNA进行孵育,结果表明TRMT6/61A能够催化m6A58形成m1,6A58。此外,体外和体内的实验结果均表明tRNA中的m1,6A能被ALKBH3去甲基化形成未修饰的腺嘌呤。为此,作者提出了m1,6A的形成和去除途径,即tRNA中部分m1A58经过重排形成m6A58,形成的m6A58能被TRMT6/61A进一步在N1位甲基化形成m1,6A58;m1,6A58可以被ALKBH3去甲基化,恢复为未修饰的腺嘌呤。

袁必锋的研究工作聚焦于核酸表观遗传新型修饰的发现鉴定、定位分析以及机制探索,近些年发现包括m1,6A、m3Cm等10余种核酸新型修饰类型,首次实现胸腺嘧啶氧化修饰等一系列核酸修饰的全基因组定位分析,揭示了DNA去甲基化新通路。该项研究也获得了化学与分子科学学院、公共卫生学院冯钰锜教授,化学与分子科学学院刘文博教授、周强辉教授,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院王杰研究员,江西省人民医院漆楚波博士的支持。该研究得到了国家自然科学基金委和中央高校基本科研业务费专项资金等的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1093/nar/gkac770

(编辑:付晓歌)

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