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震惊:Cell Research最新发文,看完我都惊呆了

2017-03-15 梦熊 小张聊科研

看来梦熊离UC震惊部和惊呆部面试第一轮还有点距离啊!

话说,3月10号王泽峰老师的一篇文章的确让我很震惊。

在了解王泽峰老师的文章前,我们先来看一下本期Cell Research另一篇来自于芝加哥大学何川教授的文章:

何川教授是m6A研究领域的专家。在这次的报道中,研究团队发现YTH家族成员YTHDF3能通过其家族的另外两个成员调控m6A修饰的RNA翻译及衰减。

该文简介:在胞浆中,m6A结合蛋白YTHDF1能促进m6A修饰的mRNA翻译,另外YTHDF2能加速m6A修饰的转录本降解。而YTHDF3的生物学功能却鲜有报道。研究团队发现,YTHDF3能协同YTHDF1促进蛋白合成;YTHDF3通过YTHDF2介导影响甲基化的mRNA衰减。当细胞中缺乏这三类YTHDF分子时,m6A修饰的转录本水平急剧增加。这表明这三个YTHDF分子在加速m6A修饰的mRNAs代谢中起着很重要的协同作用。

该文表明了YTHDF3在RNA修饰及翻译过程中起到重要作用。


好了,进入正题:

王泽峰,现任中国科学院-马普学会计算生物学伙伴研究所的研究员、所长。王泽峰课题组主要研究基因转录水平的表达调控作用。相关研究已发表于

Cancer CellNature Review Molecular Cell BiologyNature Structure Molecular BiologyCell Research等。


主要内容:

在该文中,王泽峰团队发现circRNA m6A修饰后可以被广泛地翻译。研究表明,m6A修饰能促进人体细胞中circRNAs开始蛋白翻译,就单个的m6A修饰位点即可促使翻译开始。而这种功能需要两个因子协同作用,一个是eIF4G2,以及一个m6A reader(关于reader点击查看:(主题篇)S5E31:一文了解RNA甲基化的来龙去脉)YTHDF3;另外,甲基转移酶METTL3/14能促进该翻译作用(提升m6A修饰);FTO则能抑制该翻译作用(RNA去甲基化修饰)(可参看孙树汉教授的文章:二军大孙树汉教授Hepatology发表最新成果)。通过多核糖体分析、生信分析预测、质谱检测发现m6A驱动的circRNAs翻译广泛存在,并发现了成百上千个circRNAs有编码能力。

文章报道了circRNAs的编码能力,这颠覆了梦熊对circRNAs定义的理解。文章开始就说明了,前体mRNA的反向剪接成为circRNA,而很多的circRNAs能编码蛋白,这是否可以说明circRNA也可能是mRNA蛋白编码的一种存在形式呢?


常规mRNA翻译过程:

mRNA翻译过程:mRNA穿过核孔,和细胞质中的核糖体结合。tRNA运输氨基酸,和对应的三个碱基排列好,再与其它的氨基酸通过肽键连接在一起,形成肽链。以上过程叫做翻译,在细胞质中完成。

在正常情况下,真核细胞中蛋白质合成的主要方式是通过5’端帽依赖性翻译,但特殊情况下,5’端帽依赖性翻译会被抑制,取而代之的是非帽依赖性翻译。而circRNAs无5’端帽结构,所以circRNAs翻译都是通过非5’端帽依赖性翻译。


非5'端帽依赖性翻译:

内部核糖体进入位点(IRES)是一段核酸序列,它的存在能够使蛋白质翻译起始不依赖于5‘帽结构,从而使直接信使RNA(mRNA)中间起始翻译成为可能。通常来讲,真核生物翻译只能从mRNA的5‘端开始,因为翻译起始必须依赖于5’端的帽子结构。一般来讲,内部核糖体进入位点通常位于RNA病毒基因组的5’非翻译区(UTR),这样病毒蛋白的翻译就可以不依赖于5‘帽子结构。


课题组设计了含有GFP的微小报告基因,用于证明circRNA被翻译。实验表明,插入IRES的circRNA可以在细胞中得以翻译;另外发现富含m6A修饰的circRNAs同样能被翻译;另外实验发现,YTHDF3能够结合到circRNA的m6A修饰位点,并募集eIF4G2及其他翻译起始因子来驱动circRNA的翻译;同时通过质谱分析的方法鉴定了一些由circRNA编码的新肽段


这或许暗示着,在人体细胞中存在着很多由circRNA编码的蛋白。而关于这些由circRNA编码蛋白的功能或许将成为将来的研究热点。



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