
在過(guò)去的數十年里,實(shí)驗胚胎學(xué)研究已經(jīng)指出,化學(xué)性修飾堿基是人類(lèi)基因組的豐富組成部分,已使我們不得不放棄基因只包括4種堿基的遺傳學(xué)概念。在RNA中,研究人員已經(jīng)鑒定出一種新的堿基修飾,指出RNA象DNA一樣攜帶著(zhù)遺傳信息,這一RNA新發(fā)現再次重寫(xiě)了50年以來(lái)mRNA組成的基本概念,沒(méi)有人想到mRNA會(huì )含有控制功能的內在修飾,5月17日的Cell發(fā)表了這一研究。
信使RNA(mRNA),一直被生物學(xué)家認為是DNA和蛋白質(zhì)間的簡(jiǎn)單中介,通常通過(guò)腺嘌呤加甲基的方式而被化學(xué)性修飾。一般認為mRNA只含4種核苷堿基,新發(fā)現表明,N6-甲基腺苷(m6A,N6-methyladenosine)是mRNA的第五種堿基,它遍布轉錄子中。20%的人類(lèi)mRNA可被常規地甲基化,5000多個(gè)不同的mRNA分子均含有m6A,這意味著(zhù)這種修飾可能廣泛地影響著(zhù)基因如何表達。
1975年,科學(xué)家首次發(fā)現m6A,當時(shí)他們不能確定這一發(fā)現是否是其他RNA分子污染的結果。后來(lái)證明,m6A出現在許多人類(lèi)疾病基因編碼的mRNA中,包括癌癥以及一些大腦疾病,如孤獨癥、阿爾茨海默病、精神分裂癥。RNA甲基化是一種可逆修飾,是大量生物學(xué)通路和生理過(guò)程的重要步驟。由此可見(jiàn),mRNA非常復雜,RNA甲基化作用缺陷可引起疾病。
大家都知道,DNA和蛋白質(zhì)常被化學(xué)性開(kāi)關(guān)所修飾,這些修飾對它們健康與疾病狀態(tài)下的功能有深遠影響。90%RNA是轉運RNA(tRNA)或核糖體RNA(rRNA),是被常規修飾的細胞內骨干。DNA、蛋白質(zhì)和其他形式RNA都被修飾,那么為什么mRNA不被修飾?為此,研究人員對小鼠和人的mRNA樣品展開(kāi)研究,用兩種抗體來(lái)識別與結合mRNA中m6A,從而選擇性地分離出含m6A的mRNA。通過(guò)新一代測序技術(shù),鑒定出每一種分離mRNA的序列。然后,用計算算法來(lái)顯示每一種甲基化mRNA的身份。結果顯示,檢測出成千上萬(wàn)個(gè)m6A,它們都位于mRNA的終止密碼子附近,常出現在多種脊椎動(dòng)物mRNA的高度保守域,說(shuō)明m6A位點(diǎn)不但對人類(lèi)很重要,更是經(jīng)過(guò)數億年進(jìn)化選擇保持下來(lái)的,因而很可能對所有動(dòng)物都至關(guān)重要。
除了研究m6A如何調節細胞內mRNA外,他們還集中鑒定控制mRNA甲基化的酶和通路。研究人員著(zhù)重研究了肥胖癥風(fēng)險基因FTO(fat mass and obesity-associated),發(fā)現它編碼一種酶,此酶能將mRNA中m6A逆轉回常規腺苷。具FTO突變的人有過(guò)度活化的FTO酶,引起m6A水平低下,食物攝入和代謝異常,從而導致肥胖。據估計,全球10億人有FTO突變,此突變是肥胖癥及2型糖尿病的主要病因。將mRNA的m6A水平與這些健康問(wèn)題聯(lián)系起來(lái),首次鑒定出FTO靶向的mRNA。當前,研究人員正在了解FTO突變患者m6A的調節缺陷如何導致肥胖癥和代謝紊亂,同時(shí)也在開(kāi)發(fā)測試法以便迅速鑒定抑制FTO活性的化合物。如果這些化合物能抑制人過(guò)度活化的FTO,就可能導致形成新的糖尿病和肥胖治療法。(生物谷bioon.com)
聯(lián)系客服