CBT 期刊 | RNA 甲基化在哺乳动物发育和癌症中的作用



        基因表达与哺乳动物的发育过程(例如干细胞命运抉择,胚胎发育和癌症的易感性等)紧密相关。在发育过程中基因表达受 mRNA 代谢和蛋白质合成的精细调节。最新的研究表明与细胞的转录组学和蛋白组学一起,各种 RNA 亚型的化学修饰在多种生物学过程中发挥了关键性的调节作用。截至目前除了四种经典的 RNA 残基外,在细胞的 RNA 中还发现了 170 多种 RNA 的合成后修饰方式。

         核糖体 RNA(rRNA)和转运 RNA(tRNA)是含量最丰富的两种 RNA,转录后修饰在 rRNA 和 tRNA 十分常见。随着 RNA 修饰检测技术的不断发展,人们在信使 RNA(mRNA)和非编码 RNA(ncRNA)也发现了转录后修饰。其中人们对 N6- 甲基腺苷(m6A)研究最为深入。m6A 可以发生于 mRNA,rRNA 和 ncRNA 中。此外还有其它类型的 RNA 修饰,例如 5 - 甲基胞嘧啶(m5C)和 N1- 甲基腺苷(m1A)。m5C 和 m1A 可以存在于编码和非编码的 RNA 中。

         与 DNA 表观遗传学和组蛋白修饰类似,RNA 修饰是一个动态的过程,可以被特异的细胞成分(分别叫做 “writers”,“erasers” 和 “readers” 等)所植入,移除和识别。在哺乳动物的发育和癌症的发生过程中,这些 RNA 修饰对 RNA 的代谢发挥了关键性的调节作用。



        2021 年 7 月 17 日,Cell Biology and Toxicology杂志在线发表了 北京大学 Guifang Jia 教授团队 的最新综述 “ RNA methylation in mammalian development and cancer ”[6] (  点击文末  “阅读原文”  下载 PDF 全文  )。

         与 DNA 表观遗传学和组蛋白修饰类似,在真核生物的发生过程中表观转录组学修饰(RNA 修饰)是基因表达在时间和空间上的关键性调节因子。截至目前人们已经发现了 170 多种  RNA  碱基的化学修饰方式。这些合成后修饰在多种生物学过程中发挥关键作用,其中一些合成后修饰可以被特异的细胞成分反向安装,移除和破译。所以 RNA 修饰调节失常与发育异常紧密相关。


         在本文中作者聚焦在目前研究比较深入的三种 RNA 修饰方式,包括 m6A,m5C  和  m1A。文章总结了这三种 RNA 修饰相关的分子机制以及在干细胞命运抉择,胚胎发育和癌症发生过程中所起的一系列关键作用,为探索表观转录组调节和哺乳动物发育的关系进行了十分深入的解析。

        


[阅读原文]

https://www.springer.com/journal/10565

 

References:

1. Abby E, Tourpin S, Ribeiro J, Daniel K, Messiaen S, Moison D, et al. Implementation of meiosis prophase I programme requires a conserved retinoid-independent stabilizer of meiotic transcripts. Nat Commun. 2016;7:10324.

2. Aguilo F, Li S, Balasubramaniyan N, Sancho A, Benko S, Zhang F, et al. Deposition of 5-methylcytosine on enhancer RNAs enables the coactivator function of PGC-1α. Cell Rep. 2016;14(3):479–92.

3. Alarcón CR, Goodarzi H, Lee H, Liu X, Tavazoie S, Tavazoie SF. HNRNPA2B1 is a mediator of m6A-dependent nuclear RNA processing events. Cell. 2015;162(6):1299–308.

4. Anderson JT, Droogmans L. Biosynthesis and function of 1-methyladenosine in transfer RNA. In: Grosjean H, editor. Fine-tuning of RNA functions by modification and editing. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg; 2005. p. 121–39.

5. Anderson J, Phan L, Cuesta R, Carlson BA, Pak M, Asano K, et al. The essential Gcd10p-Gcd14p nuclear complex is required for 1-methyladenosine modification and maturation of initiator methionyl-tRNA. Genes Dev. 1998;12(23):3650–62.

6. Song, P., Tayier, S., Cai, Z. et al. RNA methylation in mammalian development and cancer. Cell Biol Toxicol (2021). https://doi.org/10.1007/s10565-021-09627-8.

 


 


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