O-linked N-acetylglucosamine (O-GlcNAc) is an emerging post-translation modification that couples metabolism with cellular signal transduction by crosstalking with phosphorylation and ubiquitination to orchestrate various biological processes. Herein we show that it modifies the N6-methyladenosine (m6A)-mRNA reader YTHDF1 and fine-tunes its nuclear translocation by the exportin protein Crm1. First we present evidence that YTHDF1 interacts with the sole O-GlcNAc transferase (OGT). Second, we verified the YTHDF1 O-GlcNAcylation sites to be Ser196/Ser197/Ser198, as described in previous numerous chemoproteomic studies. Then we constructed the O-GlcNAc-deficient YTHDF1-S196AS197FS198A (AFA) mutants, which significantly attentuated O-GlcNAc signals. Moreover, we revealed that YTHDF1 is a nucleocytoplasmic protein, whose nuclear export is mediated by Crm1. Furthermore, O-GlcNAcylation increases the cytosolic portion of YTHDF1 by enhancing binding with Crm1, thus upregulating the downstream target (e.g. c-Myc) expression. Molecular dynamics simulations suggest that O-GlcNAcylation at S197 might promote the binding between the nuclear export signal motif and Crm1 through increasing hydrogen bonding. Mouse xenograft assays further demonstrate that YTHDF1-AFA mutants decreased the colon cancer mass and size via decreasing c-Myc expression. In sum, we found that YTHDF1 is a nucleocytoplasmic protein, whose cytosolic localization is dependent on O-GlcNAc modification. We propose that the OGT-YTHDF1-c-Myc axis might underlie colorectal cancer tumorigenesis.

中文翻译：

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O-GlcNAcylation 促进 YTHDF1 细胞溶质定位和结直肠癌肿瘤发生

O-连接的 N-乙酰氨基葡萄糖 (O-GlcNAc) 是一种新兴的翻译后修饰，它通过与磷酸化和泛素化的串扰将代谢与细胞信号转导结合起来，以协调各种生物过程。在此我们展示它修饰 N6-甲基腺苷 (m6A)-mRNA 阅读器 YTHDF1 并通过输出蛋白 Crm1 微调其核转位。首先，我们提供证据表明 YTHDF1 与唯一的 O-GlcNAc 转移酶 (OGT) 相互作用。其次，我们验证了 YTHDF1 O-GlcNAcylation 位点为 Ser196/Ser197/Ser198，如之前众多化学蛋白质组学研究所述。然后我们构建了 O-GlcNAc 缺陷型 YTHDF1-S196AS197FS198A (AFA) 突变体，它显着减弱了 O-GlcNAc 信号。此外，我们发现 YTHDF1 是一种核质蛋白，其核输出由 Crm1 介导。此外，O-GlcNAcylation 通过增强与 Crm1 的结合来增加 YTHDF1 的胞质部分，从而上调下游靶标（例如 c-Myc）的表达。分子动力学模拟表明，S197 处的 O-GlcNAcylation 可能通过增加氢键来促进核输出信号基序与 Crm1 之间的结合。小鼠异种移植试验进一步证明 YTHDF1-AFA 突变体通过降低 c-Myc 表达来降低结肠癌的质量和大小。总之，我们发现 YTHDF1 是一种核质蛋白，其胞质定位依赖于 O-GlcNAc 修饰。我们提出 OGT-YTHDF1-c-Myc 轴可能是结直肠癌肿瘤发生的基础。从而上调下游目标（例如c-Myc）的表达。分子动力学模拟表明，S197 处的 O-GlcNAcylation 可能通过增加氢键来促进核输出信号基序与 Crm1 之间的结合。小鼠异种移植试验进一步证明 YTHDF1-AFA 突变体通过降低 c-Myc 表达来降低结肠癌的质量和大小。总之，我们发现 YTHDF1 是一种核质蛋白，其胞质定位依赖于 O-GlcNAc 修饰。我们提出 OGT-YTHDF1-c-Myc 轴可能是结直肠癌肿瘤发生的基础。从而上调下游目标（例如c-Myc）的表达。分子动力学模拟表明，S197 处的 O-GlcNAcylation 可能通过增加氢键来促进核输出信号基序与 Crm1 之间的结合。小鼠异种移植试验进一步证明 YTHDF1-AFA 突变体通过降低 c-Myc 表达来降低结肠癌的质量和大小。总之，我们发现 YTHDF1 是一种核质蛋白，其胞质定位依赖于 O-GlcNAc 修饰。我们提出 OGT-YTHDF1-c-Myc 轴可能是结直肠癌肿瘤发生的基础。小鼠异种移植试验进一步证明 YTHDF1-AFA 突变体通过降低 c-Myc 表达来降低结肠癌的质量和大小。总之，我们发现 YTHDF1 是一种核质蛋白，其胞质定位依赖于 O-GlcNAc 修饰。我们提出 OGT-YTHDF1-c-Myc 轴可能是结直肠癌肿瘤发生的基础。小鼠异种移植试验进一步证明 YTHDF1-AFA 突变体通过降低 c-Myc 表达来降低结肠癌的质量和大小。总之，我们发现 YTHDF1 是一种核质蛋白，其胞质定位依赖于 O-GlcNAc 修饰。我们提出 OGT-YTHDF1-c-Myc 轴可能是结直肠癌肿瘤发生的基础。