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科技工作者之家 2020-11-24
来源:BioArt
TET2是TET蛋白家族成员,是重要的表观调控因子。TET2能将5-甲基胞嘧啶(5mC)氧化成5-羟甲基胞嘧啶(5hmC),进而实现DNA去甲基化过程,对DNA甲基化修饰进行严格的调节。TET2的这一功能跟胚胎发育、肿瘤发生等密切相关。在前期研究过程中,研究人员发现TET2能在体内结合RNA,这与最近其他实验室发表的结果相吻合。然而这一重要发现还缺乏体内的实验证据,TET2在体内结合哪些RNA以及TET2与RNA结合的生物学功能还没有得到很好的回答。
2020年11月23日,湖南大学生物学院副教授何崇圣(第一作者和共同通讯作者)与美国宾夕法尼亚大学副教授Roberto Bonasio合作在Nature Structural & Molecular Biology杂志上发表文章TET2 chemically modifies tRNAs and regulates tRNA fragment levels,阐明了TET2调控tRNA片段(tRFs)产生的分子机理,发现TET2蛋白通过调节tRNA上的5-羟甲基修饰(hm5C)来影响tRFs的产生,丰富了人们对TET2蛋白和tRFs的认识。
在这项研究中,研究人员以小鼠胚胎干细胞为材料,利用CRISPR技术在TET2蛋白的N端敲入了6xHis和HA标签,构建了小鼠胚胎干细胞敲入细胞系。接着用该细胞系为材料,通过改良CLIP-seq技术,获得了TET2在体内结合的RNA序列(图1)。生物信息学分析发现其中丰度最高的是tRNA。
图1. 改良版的CLIP-seq流程图
tRNA是已知修饰最为丰富的RNA之一,5-甲基胞嘧啶(m5C)修饰是丰度较高的一种。TET2蛋白具有DNA甲基氧化酶活性,研究人员推测tRNA也能作为TET2的底物。通过RIP-seq,研究人员首先确定了hm5C在RNA上的分布。分析发现在tRNA上,TET2结合位点和hm5C修饰位点有很大程度的重叠,暗示TET2结合在tRNA上将m5C转变成了hm5C。质谱分析结果显示,在缺失TET2的细胞中,tRNA上hm5C修饰水平显著降低,进一步证实了TET2蛋白的RNA甲基氧化酶活性。
已有研究发现tRNA上的m5C修饰能调控tRF的产生。tRNA片段(tRFs)是一类新发现的小RNA,由tRNA断裂产生,根据其是否包含5’端或3’端,tRFs可以分为5’tRF和3’tRF。tRFs功能十分重要,3’tRF能抑制转座子的表达,从而维持基因组稳定性,而5’tRF被发现通过抑制蛋白翻译参与逆境响应。
研究人员通过CRISPR技术构建Tet2-/-细胞系,RNA-seq结果表明TET2的缺失会引起tRFs特别是3’tRF的异常表达,表明m5C和hm5C修饰的平衡对于tRFs这一重要小RNA的调控至关重要(图2)。
图2. Tet2-/-细胞系中tRFs表达情况
基于上述结果,研究人员提出了TET2蛋白通过调节tRNA上m5C和hm5C修饰平衡,进而调控tRNA片段产生的分子机理。
来源:BioGossip BioArt
原文链接:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3MzQyNjY1MQ==&mid=2652510278&idx=6&sn=5e094eecb9f02ae9d7f2216ccc56ee6b
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