中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授張銳團(tuán)隊(duì)揭示了m5C修飾在哺乳動(dòng)物細(xì)胞系與組織的mRNA中的精確定位和動(dòng)態(tài)變化，并表明mRNA上的m5C據(jù)有獨(dú)特的序列和結(jié)構(gòu)特征。相關(guān)研究5月7日發(fā)表在《自然-結(jié)構(gòu)和分子生物學(xué)》。

奧地利因斯布魯克醫(yī)科大學(xué)教授Alexandra Lusser在同期撰寫(xiě)的評(píng)述文章“Getting a hold on cytosine methylation in mRNA”中，評(píng)價(jià)張銳團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的新計(jì)算方法增加了m5C檢測(cè)的精確度，進(jìn)一步提供了tRNA甲基化轉(zhuǎn)移酶NSUN2介導(dǎo)mRNA甲基化的令人信服的證據(jù)。

據(jù)了解，5-methylcytosine（m5C）修飾廣泛存在于tRNA和rRNA中，然而對(duì)于mRNA上是否存在m5C修飾，學(xué)界存在很大的爭(zhēng)議。該研究通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，目前報(bào)導(dǎo)的“m5C”位點(diǎn)往往成簇存在于高GC含量區(qū)域，對(duì)針對(duì)NSUN2的RNA干擾不敏感，也無(wú)法被m5C抗體所富集，極可能是實(shí)驗(yàn)引入的假陽(yáng)性。

根據(jù)這一特征，該研究建立了一套新穎的生物信息學(xué)計(jì)算流程過(guò)濾噪音，得以精確地定位mRNA上的m5C。通過(guò)進(jìn)一步分析，該研究發(fā)現(xiàn)NSUN2依賴的m5C位點(diǎn)傾向于擁有一個(gè)3’富G的基序，通常位于在一個(gè)小頸環(huán)結(jié)構(gòu)的底部，與其tRNA底物高度一致，揭示了mRNA m5C 序列和結(jié)構(gòu)特征的由來(lái)。

該研究發(fā)現(xiàn)除了NSUN2，NSUN家族其他成員不調(diào)控mRNA m5C位點(diǎn)，暗示除了NSUN家族成員，可能存在新的甲基轉(zhuǎn)移酶參與了不依賴于NSUN2 的mRNA m5C位點(diǎn)的催化。通過(guò)進(jìn)一步對(duì)7個(gè)人類組織于10個(gè)小鼠組織的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析，分別確認(rèn)了3212與2498個(gè)高置信度位點(diǎn)。結(jié)果表明，在不同組織中mRNA m5C位點(diǎn)的數(shù)量與甲基化水平有很大差異。在人和小鼠的睪丸、肝臟、心肌和骨骼肌，mRNA上有數(shù)百個(gè)高置信度的m5C位點(diǎn)，而在其他的一些組織則寥寥可數(shù)。另外，這些m5C位點(diǎn)在人和老鼠之間并不保守，說(shuō)明它們很可能是受到順式調(diào)控（cis-regulation）的。

該研究開(kāi)發(fā)的方法為mRNA m5C的研究提供了新的工具；其構(gòu)建的哺乳動(dòng)物mRNA m5C 精確圖譜為發(fā)現(xiàn)mRNA上m5C修飾的調(diào)控和功能奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

來(lái)源：科學(xué)網(wǎng)

相關(guān)論文信息：https://www.nature.com/articles/s41594-019-0218-x

評(píng)述鏈接：https://www.nature.com/articles/s41594-019-0217-y