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。

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。

相关研究得到了国家自然科学基金，湖南省自然科学基金和中央高校基本业务费的资助。

相关论文信息：

DOI：10.1038/s41594-020-00526-w