Nature子刊揭示RNA甲基化对翻译的影响

　　

生物通报道：N6-methyladenosine（m6A）是mRNA编码区域最丰富的转录后修饰，但人们一直不清楚这种修饰在翻译过程中起到了怎样的作用。

斯坦福大学医学院的研究团队日前发现，mRNA中的m6A会干扰tRNA选择和翻译延伸动态。这项研究发表在一月十一日的Nature Structural & Molecular Biology杂志上，文章的通讯作者是结构生物学家Joseph D. Puglisi教授。

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。

m6A是真核生物mRNA上最常见的一种可逆性修饰，介导了超过80%的RNA甲基化。这种表观遗传学修饰非常普遍，出现频率大约是3-5个残基/mRNA。人们已经陆续鉴定了这种动态修饰所需的“读”、“写”和“擦除”蛋白，但对其生物学功能还知之甚少。（延伸阅读：高产学者Nature揭示RNA甲基化的新功能）

Puglisi教授的团队通过动力学和单分子方法，探索了m6A在mRNA解码过程中所起的作用。基因的表达过程是将DNA上的遗传信息传递给mRNA, 再经过翻译将其传递给蛋白质。在翻译过程中tRNA负责与特定氨基酸结合，并将它们运送到核糖体，使氨基酸相互连接形成蛋白质。之前人们对嗜热菌（Thermus thermophilus）核糖体复合物进行了X射线晶体学分析。研究显示，m6A碱基在这一过程中与尿嘧啶配对。

然而Puglisi及其同事在大肠杆菌的翻译系统中发现，mRNA的m6A修饰其实是tRNA accommodation 和翻译延伸的屏障。而tRNA accommodation是细胞选择正确tRNA的一个重要机制。

研究指出，tRNA accommodation的延迟取决于密码子m6A的位置和序列环境，以及翻译的精确水平。m6A密码子与同源tRNA的相互作用，类似于近同源的密码子- tRNA互作，影响了细胞对tRNA的选择。这些结果向人们展示，mRNA的m6A修饰能够改变蛋白质翻译的动态。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：N6-methyladenosine in mRNA disrupts tRNA selection and translation-elongation dynamics