【昊阅读】惊呆小伙伴!CirRNA被RNA甲基化修饰后能翻译蛋白!
2017年3月10,中科院马普所王泽峰研究员在Cell Research在线发表了题为“Extensive translation of circular RNAs driven by N6-methyladenosine”的研究论文。 该论文一出现,便激起千层浪!又是circular RNA又是N6-methyladenosine,满满的热点词汇。
仅看标题,这篇文章赤裸裸的探讨了一个崭新的发现:环状RNA(
小编以为这货不编码蛋白的呀!)可作为信使RNA来编码蛋白,但这个编码过程需要RNA甲基化修饰m6A(
是什么来着?感觉很高级!)来驱动。
有没有感觉很精彩?!马上泡上一杯咖啡,坐稳,开读!
背景
关于环状RNA: 环状RNA(circRNA)在某些病毒中普遍存在,然而近年来的二代测序技术辅助研究者发现这类RNA也大量存在于真核转录组中。大部分的环状RNA是由外显子序列构成,具有闭合环状结构,非常稳定。这类RNA的具体功能尚不明确,但一直被归属为非编码RNA,在2013年的《自然》(Nature)杂志上,两篇重要的研究论文揭示出一些环状RNA可以充当分子“海绵”,结合并封闭了microRNAs/RNA结合蛋白,从而调控基因表达。
关于RNA m6甲基化(N6-methyladenosine)修饰,需要了解4张ppt:
关于RNA的翻译: 人体中mRNA的5’帽子结构是大部分mRNA翻译所必需的。但有些mRNA可以不依赖于帽子结构,而靠一个叫IRSE(内部核糖体进入位点)的順式调控原件从mRNA的中间启动翻译。例如,人工构建的含内部核糖体进入位点的环状RNA,可以在体内和体外表达出蛋白质。
研究内容
1在前期工作中,研究者发现带有IRES的环状RNA可以在细胞中被翻译。
2 本研究发现某些没有IRSE的阴性对照mini gene也可以翻译,通过序列对比发现,这些阴性对照在翻译起始位点附近都有一个RRACH fragment (R= G or A; H = A, C or U),而这个序列恰好就是RNA m6A修饰的识别特征序列。通过基因组的序列对比,研究者发现:环状RNA比编码RNA携带更多的m6A修饰识别序列。
3 环状RNA m6A修饰水平的高低可以影响环状RNA的翻译效率。
4 m6A驱动环状RNA翻译,需要m6A识别蛋白YTHDF3结合到环状RNA的修饰位点并募集eIF4G2和其他翻译起始因子。
5 基于二代测序实验(circRNA-m6A-seq),计算机预测和质谱数据库分析比对,研究者发现细胞内部分环状RNA的确处于多核糖体结合状态,提示部分内源性的环状RNA的确行使翻译蛋白的功能。此外,基于数据库比对结果,该研究鉴定出一些由环状RNA编码的新肽段。
研究结论
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m6A识别蛋白YTHDF3能够结合到环状RNA的m6A修饰位点并募集eIF4G2和其他翻译起始因子来驱动环状RNA的翻译,甲基转移酶METTL3/14可以促进这个过程,而脱甲基酶FTO可以抑制这个过程。
本研究的意义
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m6A驱动环状RNA被翻译成蛋白质的过程,表明所谓的编码RNA和非编码RNA界定不是绝对的。
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提出更重要的研究方向:
1. 环状RNA编码的蛋白具有何种功能?
2.mRNA存在很多m6A修饰富集区,是否意味着mRNA可翻译出多种蛋白质?
创新发现,离不开技术平台的进步,正如针对m6A修饰的RNA二代测序实验在本研究中的作用不可或缺。目前,天昊生物已经完成(m6A)RNA甲基化测序(MeRIP-Seq)的技术研发工作,以期帮助科研工作者对m6A修饰进行深入的研究。
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天昊(m6A)RNA甲基化测序(MeRIP-Seq)是怎样的一个技术平台?
MeRIP-seq是将ChIP-seq与RNA-seq相结合的研究手段,通过Poly(A)富集mRNA+抓取(特异抗体抓取被m6A甲基化修饰的mRNA片段) +测序(对抓取的mRNA进行二代测序),实现对特定状态下特定组织中全部表达的mRNA上m6A修饰位点的检测。
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