杨力研究组合作发表不同RNA修饰间的互作调控

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时间:2018-01-05  来源:文本大小:【 |  | 】  【打印

       1月5日,中国科学院-马普计算生物学研究所杨力研究组和中国科学院生物化学与细胞生物学研究所陈玲玲研究组在国际著名学术期刊Molecular Cell发表了题为“-methyladenosines modulate A-to-I RNA editing”的最新研究成果,揭示了两种最为普遍存在的RNA水平修饰-腺苷位置上的甲基化(A)和腺苷至次黄苷碱基编辑(A-to-I editing)-之间的互作关系,阐明了A修饰对A-to-I编辑的负向调控作用及其机制(http://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(17)30934-6)。 
        迄今为止,多达100多种的RNA修饰已在体内被发现,其中A修饰及A-to-I编辑是存在于(m)RNA上最普遍的两种RNA水平的表观修饰,且都发生于腺苷(adenosine, A)上。这两种A上的RNA表观修饰在催化原理和发生位置上存在着很大的不同:A主要由甲基化酶复合体(METTL3和METTL14)催化发生,并由去甲基化酶(FTO和ALKBH5)可逆调节去甲基,其主要发生在单链RNA的A碱基上;而A-to-I编辑主要由ADAR酶介导,其主要发生在位于双链RNA的A碱基上,尚没有可逆的编辑酶被发现。因此,基于它们在催化原理和发生位置上的差异,推断A和A-to-I这两种最为普遍的RNA表观修饰一般来讲不会竞争在同一个A碱基位置发生。但是,它们之间是否存在其它的互作关系?
       在这项最新的工作中,研究人员利用计算和实验相结合的系统研究方法,对A阳性和A阴性的RNA-seq数据进行A-to-I编辑的比较分析。研究表明,A修饰与A-to-I编辑之间存在着一定的负相关关系;通过对A甲基化酶METTL3、METTL14敲除样本中A-to-I编辑的分析及比对,进一步揭示了A修饰对A-to-I编辑的负向调控作用;通过对多个内源转录本和构建的报告质粒在正常条件和METTL3/METTL14双敲条件下进行比较分析,发现ADAR1与A阳性转录本的结合能力较弱,而在METTL3/METTL14双敲抑制A时,ADAR1与A阴性转录本的结合能力则显著提高,这提示A修饰对A-to-I编辑的负向调控作用可能是通过调节其与ADAR1的结合能力而实现的。
       该项研究在杨力研究员和陈玲玲研究员的共同指导下,由计算生物学所博士后向剑锋、博士研究生杨钦和生化与细胞所博士研究生刘楚霄共同完成,得到了国家基金委、科技部、中科院以及HHMI基金会的经费支持。杨力研究员长期从事计算生物学和生物大数据研究,与陈玲玲研究员合作揭示了A-to-I编辑在不同转录组中的动态变化调控(Zhu et al, MBC Genomics 2013)以及A-to-I编辑酶ADAR在miRNA成熟过程中的全新作用(Chen et al, Cell Res 2015),而这项最新的不同RNA修饰之间的互作研究为全面揭示复杂RNA表观修饰调控提供了新的思路和基础。(科技处)

图:A修饰对A-to-I编辑的负向调控作用及其机制

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