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標(biāo)題RNA m6A修飾和果蠅性別決定新因子

發(fā)布時(shí)間：2018/3/30  來源: 齊一生物科技（上海）有限公司   閱讀次數(shù)：569        

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美國(guó)科學(xué)院院報(bào)《PNAS》雜志在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所嚴(yán)冬研究組和美國(guó)哈佛大學(xué)Norbert Perrimon研究組合作題為“Xio is a component of the Drosophila sex determination pathway ａnd RNA N6-methyladenosine methyltransferase complex”的研究論文。該論文發(fā)現(xiàn)并鑒定了RNA m6A甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物的新成員Xio，并且該基因也是果蠅性別決定信號(hào)途徑新的組分。

N6-methyladenosine（m6A）是真核生物mRNA上含量最豐富的化學(xué)修飾之一，影響了剪接、穩(wěn)定性、折疊、出核、以及翻譯等一系列mRNA代謝過程。最近幾年的研究表明m6A參與調(diào)控了多個(gè)重要的生命過程，如干細(xì)胞分化、動(dòng)植物發(fā)育、癌癥、免疫以及行為等。其中m6A通過修飾果蠅性別決定主導(dǎo)基因Sex-lethal（Sxl）的pre-mRNA，從而影響其選擇性剪接（alternative splicing）并調(diào)控果蠅的性別發(fā)育。m6A的添加由m6A甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物（m6A methyltransferase，或稱為m6A writer）完成。目前已發(fā)現(xiàn)的m6A writer組分包括METTL3, METTL14, WTAP/Fl(2)d, VIRMA/Vir和RBM15/Nito。由于在果蠅中m6A因子突變體都出現(xiàn)性別轉(zhuǎn)變的表型，因此果蠅性別決定為m6A修飾的研究提供了一個(gè)極好的體內(nèi)模型。

在這項(xiàng)研究中，作者通過質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與已知m6A因子都相互作用的蛋白CG7358，研究表明CG7358與已知m6A因子共定位在細(xì)胞核中，并在免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)中相互作用。使用突變體、RNAi和CRISPR/Cas9系統(tǒng)對(duì)該基因進(jìn)行失活，出現(xiàn)了雌蠅轉(zhuǎn)變?yōu)樾巯壍谋硇�。由于該基因未被命名，作者根�?jù)這一表型將其命名為Xiong（Xio，雄的中文拼音）。Xio通過調(diào)控Sxl的
選擇性剪接在體細(xì)胞和生殖細(xì)胞中控制Sxl蛋白的水平。此外，xio突變體的其它表型，如翅膀姿勢(shì)和飛行能力，與METTL3突變體非常相似。進(jìn)一步的質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)顯示，mRNA上的m6A水平在xio突變體中顯著下降。 這些結(jié)果都說明Xio是m6A甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物的核心成員之一，由于其人類同源蛋白ZC3H13也與多個(gè)m6A因子相互作用，因此Xio在m6A修飾途徑中的功能是在進(jìn)化中保守的。

論文第一作者為嚴(yán)冬課題組博士生郭健。哈佛大學(xué)教授Norbert Perrimon和嚴(yán)冬研究員為共同通訊作者。此工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市科委、和中國(guó)科學(xué)院相關(guān)經(jīng)費(fèi)的資助。




Figure: (A) Knockdown of xio transforms female flies to male-like. (B) A model of the m6A writer complex comprised of six core components.

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