青年学者10月连发两篇Cell文章

　　

生物通报道：来自韩国首尔大学的青年学者V Narry Kim（金娜蕊）早年毕业于韩国首尔大学，曾在英国牛津大学和美国宾州大学学习进修，之后回到韩国首尔大学。2010年被破格提拔为正教授，同时被顶级生命科学期刊《细胞》(Cell)杂志选为编委。这位科学家年纪轻轻，却在miRNAs研究领域颇有建树，并曾荣获多个奖项，包括韩国科学和工程部授予的年轻科学家奖以及汤姆逊科学论文引用杰出成就奖等。

10月，V Narry Kim研究组接连发表了两篇Cell文章，分别报道了与胚胎干细胞ER相关翻译的重要抑制蛋白：LIN28A，以及miRNAs生物形成途径中的一名新成员：尿苷化转移酶TUT7/4/2。

在第一篇文章中，研究人员通过在小鼠胚胎干细胞中进行LIN28A分子功能的全基因组分析，发现这种高度保守的RNA结合蛋白能抑制胚胎干细胞中ER相关翻译，从而揭示出了一种新型翻译选择性调控机制。

LIN28在发育过渡（developmental transition），糖代谢和肿瘤发生过程中扮演了重要的角色，研究显示在分子水平上，LIN28能抑制let-7 microRNAs的成熟，并增强某些mRNAs的翻译。近年来Let-7 miRNA成为了研究最为广泛的miRNA家族之一——通过转录后调控机制，let-7可特异性结合到信使RNA（mRNA）上，从而降解靶基因mRNA或抑制其翻译。

在这篇文章中，研究人员完成了LIN28A的CLIP-seq（紫外交联免疫沉淀结合高通量测序）和核糖体足迹分析实验，从中发现LIN28A除了能结合在let-7 前体上，还可以与大量的剪接mRNAs结合。

研究证明，这种蛋白定位在周边内质网（periendoplasmic reticulum，生物通翻译）上，抑制组成内质网的mRNAs翻译，降低跨膜蛋白，ER或高尔基体管腔蛋白，和分泌蛋白的表达量。根据这些研究数据，研究人员指出了一种与ER有关的翻译选择性调控机制，并揭示出了LIN28A一种未知功能——对分泌途径中基因的整体抑制作用。

其中CLIP-seq是一项在全基因组水平揭示RNA分子与RNA结合蛋白相互作用的革命性技术。其主要原理是基于RNA分子与RNA结合蛋白在紫外照射下发生耦联，以RNA结合蛋白的特异性抗体将RNA-蛋白质复合体沉淀之后，回收其中的RNA片段，经添加接头、RT-PCR等步骤，对这些分子进行高通量测序，再经生物信息学的分析和处理、总结，挖掘出其特定规律，从而深入揭示RNA结合蛋白与RNA分子的调控作用及其对生命的意义。

另外一篇文章中，这一研究组的研究人员发现了miRNAs生物形成途径中的一名新成员：尿苷化转移酶TUT7/4/2，并与之前研究成果结合，证明了尿苷化的双重作用。

研究人员发现与标准的pre-miRNAs（group I，一类）不同，二类（group II）pre-miRNAs需要Drosha酶加工出一种更短的3’突出端——仅1 nt长，因此需要Dicer酶加工过程的3'端单尿苷化（mono-uridylation）。而且值得注意到是，对于癌症发生发展具有重要意义的let-7和miR-105两种miRNAs，其大部分都属于二类pre-miRNAs。

通过进一步分析，研究人员也发现了三个负责pre-miRNAs单尿苷化的终端尿苷化转移酶：TUT7/ZCCHC6，TUT4/ZCCHC11，以及TUT2/PAPD4/GLD2。这些TuTs能特异性作用于带有1 nt3’突出端的双链RNAs，生成2 nt3’突出端。如果删除TuTs就会导致let-7水平下降，干扰let-7的功能。

研究表明microRNA除了对细胞功能有重要的调节作用外，microRNA自身也需要被严格地调控，方能发挥应有的作用。Lin28，一种多功能因子，具有下调let-7 miRNA的功能，Lin28介导Let-7前体的末端尿苷化，从而阻断了Dicer的处理过程及let-7的成熟。V Narry Kim研究组曾发现一种不常见的Poly(A)多聚酶-TUT4能在Lin-28的参与下，结合到 pre-let-7上而阻断其成熟。

（生物通：张迪）

原文摘要：

LIN28A Is a Suppressor of ER-Associated Translation in Embryonic Stem Cells

LIN28 plays a critical role in developmental transition, glucose metabolism, and tumorigenesis. At the molecular level, LIN28 is known to repress maturation of let-7 microRNAs and enhance translation of certain mRNAs. In this study, we obtain a genome-wide view of the molecular function of LIN28A in mouse embryonic stem cells by carrying out RNA crosslinking-immunoprecipitation-sequencing (CLIP-seq) and ribosome footprinting. We find that, in addition to let-7 precursors, LIN28A binds to a large number of spliced mRNAs. LIN28A recognizes AAGNNG, AAGNG, and less frequently UGUG, which are located in the terminal loop of a small hairpin. LIN28A is localized to the periendoplasmic reticulum (ER) area and inhibits translation of mRNAs that are destined for the ER, reducing the synthesis of transmembrane proteins, ER or Golgi lumen proteins, and secretory proteins. Our study suggests a selective regulatory mechanism for ER-associated translation and reveals an unexpected role of LIN28A as a global suppressor of genes in the secretory pathway.