Cell揭示RNA甲基化的重要功能

　　

生物通报道：蛋白质翻译的开始通常是通过帽子结合蛋白，将43S核糖体复合物招募到mRNA。不过，有一些转录本能够以不依赖帽子的方式进行翻译。迄今为止，人们对这一机制还知之甚少。

康奈尔大学的Samie R. Jaffrey领导研究团队在Cell杂志上发表文章指出，mRNA 5’ UTR的RNA甲基化（m6A）能够促进不依赖帽子的蛋白质翻译。康奈尔大学的钱书兵（Shu-Bing Qian）博士也参与了这项研究。钱书兵博士早年毕业于上海交通大学医学院。主要研究兴趣包括营养信号通路、应激反应、蛋白质合成、以及它们在人类疾病中的意义。

在分子生物学的中心法则中，遗传信息从DNA、RNA流向蛋白。基因组DNA和组蛋白上都存在可逆的表观遗传学修饰，这些修饰可调控基因的表达，并由此决定细胞的状态，影响细胞的分化和发育。近年来人们发现， mRNA和其他RNA上也存在类似的调控机制。

RNA在生物学系统中有着举足轻重的作用，兼具信息分子和调控分子双重功能，不仅将DNA的遗传信息传递给蛋白，也调节着许多生物学过程。RNA的转录后修饰为其多样化的功能奠定了基础。据估计RNA上有一百多种化学修饰，但绝大多数修饰的功能还鲜为人知。

近几年来，科学家们发现了一种可逆性的RNA甲基化——N6-methyladenosine（m6A）。m6A是真核生物mRNA上最常见的一种转录后修饰，介导了超过80%的RNA甲基化。m6A修饰非常普遍，出现频率大约是3-5个残基/mRNA。现在研究者们正在逐渐揭开mRNA甲基化的神秘面纱。（延伸阅读：高产学者Nature揭示RNA甲基化的新功能）

这项研究表明，mRNA的5’ UTR m6A能够直接结合真核起始因子3（eIF3），不需要帽子结合因子eIF4E就能招募43S复合体并起始翻译。抑制这种RNA甲基化会选择性减少这类mRNA的翻译。研究人员还发现，5’ UTR出现m6A可以增加mRNA的翻译。举例来说，热激会提高Hsp70 mRNA上的m6A水平，使其以不依赖帽子的方式翻译。

研究指出，不同的细胞压力诱导m6A在整个转录组上重新分配，导致具有5’ UTR m6A的mRNA增多。由此可见，5’ UTR m6A能够绕过5’ 帽子结合蛋白，在压力条件下促进蛋白质翻译。

 

生物通编辑：叶予

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