当前位置 : X-MOL首页行业资讯 › 武汉大学NAR:tRNA中的新修饰——N1,N⁶-二甲基腺苷

武汉大学NAR:tRNA中的新修饰——N1,N⁶-二甲基腺苷

RNA分子中包含丰富的化学修饰,这些修饰能调控多种生理过程。迄今为止,已在RNA中鉴定了150多种修饰类型。甲基化是哺乳动物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)。m6Am1A广泛存在于哺乳动物的各种RNA中,在多种生理过程中扮演着重要的角色。腺苷上除了发生单一的甲基化修饰外,还能发生双重甲基化修饰,例如N6,N6-二甲基腺苷(m6,6A)。


近日,武汉大学袁必锋教授(点击查看介绍)课题组报道了哺乳动物tRNA中的一种新型腺苷双重甲基化修饰:N1,N6-二甲基腺苷(m1,6A(图1)。相关研究成功发表在Nucleic Acids Research 上。

图1. tRNA中的新修饰m1,6A


为了确定生物体中是否存在m1,6A,作者合成了m1,6A标准品。通过与标准品进行比对,作者成功地在293T细胞的RNA中鉴定了新修饰m1,6A,并发现该新修饰存在于tRNA中。作者进一步通过细胞代谢标记实验证明了tRNA中的m1,6A是一种以SAM作为甲基供体的修饰。定量分析结果表明哺乳动物细胞tRNA中m1,6A的含量为0.0049% ~ 0.0084%(m1,6A/G),哺乳动物组织tRNA中m1,6A的含量为0.019% ~ 0.047%(m1,6A/G)。


作者进一步探索了tRNA中m1,6A的位置。基于m1A在哺乳动物tRNA中的保守位置和其甲基转移酶TRMT6/61A对底物tRNA的二级结构保守性,作者猜测m1,6A存在于tRNA的第58位。为了验证该推测,作者建立了DNA探针杂交结合S1核酸酶消化的策略。在该策略中,作者设计了生物素标记的DNA探针与tRNAGly(GCC)杂交,接着使用S1核酸酶消化tRNAGly(GCC)中未被杂交的单链区域,最后通过链霉亲和素磁珠纯化RNA/DNA杂合体。质谱分析结果表明该杂合体中存在m1,6A。由于tRNAGly(GCC)中被杂交的片段中只含有一个位于第58位的腺苷,因此检测到的m1,6A来自该位点,即m1,6A存在于tRNAGly(GCC)的第58位(图2)。

图2. 293T细胞tRNAGly(GCC)m1,6A的定位分析。


接下来,作者探索了tRNA中m1,6A的甲基转移酶。上述的DNA探针杂交结合S1策略的结果表明m6A也存在于tRNAGly(GCC)的第58位。基于此,作者猜测m1,6A是由tRNA第58位的m6A(m6A58)进一步N1位甲基化形成的。为了验证猜想,作者将体外表达纯化的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。为此,作者推测了m1,6A的生物合成途径,即tRNA中一部分m1A58经过重排形成m6A58,形成的m6A58能被TRMT6/61A进一步N1位甲基化形成m1,6A58(图3)。

图3. TRMT6/61A催化tRNA中m6A58形成m1,6A58


最后,作者探索了tRNA中m1,6A的去甲基化。体外和体内的结果均表明tRNA中的m1,6A能被ALKBH3去甲基化(图4)。

图4. ALKBH3能催化tRNA中m1,6A的去甲基化。


该研究工作在哺乳动物tRNA中发现并鉴定了一种新型的腺苷双重甲基化修饰:m1,6A,并证明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,而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的新机制。


相关研究成果在Nucleic Acids Research 期刊上发表。文章的通讯作者为武汉大学的袁必锋教授,第一作者为武汉大学的游雪娇博士和张杉博士生(共同一作)。武汉大学冯钰锜教授、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院王杰研究员、江西省人民医院楚波博士为该研究作出了贡献。研究成果得到了国家自然科学基金的支持。


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Formation and removal of 1,N6-dimethyladenosine in mammalian transfer RNA

Xue-Jiao You, Shan Zhang, Juan-Juan Chen, Feng Tang, Jingang He, Jie Wang, Chu-Bo Qi, Yu-Qi Feng, Bi-Feng Yuan*

Nucleic Acids Res., 2022, DOI: 10.1093/nar/gkac770


导师介绍

袁必锋

https://www.x-mol.com/university/faculty/13604 


如果篇首注明了授权来源,任何转载需获得来源方的许可!如果篇首未特别注明出处,本文版权属于 X-MOLx-mol.com ), 未经许可,谢绝转载!

阿拉丁
开学添书香,满额有好礼
加速出版服务
编辑润色服务全线九折优惠
传播分子、细胞和发育生物学领域的重大发现
环境管理资源效率浪费最小化
先进材料生物材料
聚焦分子细胞和生物体生物学
“转化老年科学”.正在征稿
化学工程
wiley你是哪种学术人格
细胞生物学
100+材料学期刊
人工智能新刊
图书出版流程
征集眼内治疗给药新技术
英语语言编辑服务
快速找到合适的投稿机会
动态系统的数学与计算机建模
热点论文一站获取
定位全球科研英才
中国图象图形学学会合作刊
东北石油大学合作期刊
动物源性食品遗传学与育种
专业英语编辑服务
多次发布---上海中医药
武汉大学
美国伊利诺
德国
美国
中山大学
西湖大学
药物所
普渡大学
东方理工
ACS材料视界
down
wechat
bug