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与“不同的 m6A 位点结合不同的 DF 蛋白”的主流观点不同,该研究人员发现,所有 m6A 位点与三个 DF 蛋白都以基本相似的方式结合,它们以冗余的作用方式诱导同一子集的 mRNA 降解,没有证据表明它们能直接促进翻译。
Reader 直接识别和结合 m6A 位点,使 m6A 修饰的 RNA 发挥特定的作用,主要包括 YTHDC1、YTHDF1、YTHDF2、YTHDF3 等。
YTHDF:一种 m6A “阅读器”,即 Reader。胞质中的 YTHDF 家族包括了 YTHDF1、YTHDF2 和 YTHDF3 三种旁系同源物 (paralogs),也可以简称为 DF1、DF2、DF3。据报道,三种 DF 有不同的功能,DF1 促进 mRNA 的翻译,DF2 促进 mRNA 的降解,DF3 促进翻译和降解。
首先,研究人员观察 DF1 和 DF2 YTH 结构域与含有 m6A 的 RNA 的结合,发现在整个转录组中,DF 蛋白结合 m6A 的氨基酸以及结合近端的氨基酸都是保守的,因此三个 DF 蛋白与 m6A 结合的结构机制是相同的。
为了确定每种 DF 的结合偏好,研究人员通过全转录组 iCLIP 图谱,检测了 HEK293T 细胞内源性表达的 DF1、DF2 和 DF3 的结合位点,分析发现三种 DF 结合位点序列亚基序的偏好相同。再结合已报道的 PAR-CLIP 数据,发现即使用不同的细胞系和不同的 CLIP 方法,DF 旁系同源物的 RNA 结合基本相同。因此, DF 旁系同源物的 m6A 结合模式相同。
图 3. DF 蛋白与 m6A 结合位点的转录组分析
但是,不同的 DF 如何对 m6A-mRNAs 发挥不同的分子效应这个问题仍未解决,研究人员又分析了 DF 旁系同源物之间的效应区域差异,以及它们的相互作用蛋白 (不同的 DF 蛋白可能通过与不同的蛋白相互作用介导其不同的功能)。结果显示,DF 旁系同源物的序列、功能域、相互作用蛋白和细胞内定位都高度相似。
此外,研究人员还发现 DF 蛋白与降解有关的因子相互作用可信度较高,与翻译相关的因子相互作用可信度较低。
根据已有报道,研究人员考虑到每种 DF 蛋白都有介导 m6A-mRNA 降解的可能性。于是,他们利用 siRNA 选择性敲降 HeLa 细胞中的 DF1、DF2 和 DF3,使用 RNA-seq 检测 mRNA 的丰度,证实是 DF2 影响了 m6A-mRNA 稳定性,而非 DF1 或 DF3。
图 4. DF 蛋白冗余地控制 m6A-mRNA 的丰度和稳定性
任何的 DF 旁系同源物基因沉默都不影响 HeLa 细胞中 mRNA 的翻译效率,即使是 DF 三重敲降也没有显著降低翻译效率。因此,任何一种 DF 同源旁系物都不能直接增强 mRNA 的翻译,相反的,它们的主要作用是介导 m6A-mRNA 降解。
图 5. DF 蛋白冗余地抑制白血病细胞的分化
相关抑制剂 氨基酸衍生物和几种代谢途径中的调节剂。METTL3-METTL14 异二聚体复合物 (METTL3-14) 的抑制剂 S-腺苷高半胱氨酸 (SAH) 水解酶抑制剂;通过抑制 SAH 水解来抑制 m6A 基团插入 mRNA 底物中 甲基转移酶 ALKBH5 抑制剂 有效、选择性的 mRNA m6A 去甲基酶 FTO 抑制剂 HIF-PHD 抑制剂;在体外对 FTO 有抑制作用 可逆地与 FTO 催化结构域结合,并竞争性地阻止了对 m6A 修饰底物的识别 特异的外周活性的 COMT 抑制剂;竞争性 FTO 抑制剂 非甾体类抗炎化合物;FTO 抑制剂 缩写: MTC: Methyltransferase complex YTHDF: YT521-B homology domain-containing family/YTH domain family 参考文献 1.
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