中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院陳捷凱課題組發(fā)現(xiàn)哺乳動物中RNA調(diào)控異染色質(zhì)形成的新機制,相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《自然》雜志。該研究發(fā)現(xiàn)帶有一種化學(xué)修飾的RNA,能夠“監(jiān)視”并關(guān)閉“外來序列”的DNA。研究提出RNA調(diào)控遺傳信息的新通路,還證明這一通路在干細胞維持中的重要功能,為分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、細胞生物學(xué)、再生醫(yī)學(xué)等諸多研究提供基礎(chǔ)理論支撐。
染色質(zhì)是遺傳信息的載體,可以分為轉(zhuǎn)錄活躍的常染色質(zhì)和轉(zhuǎn)錄不活躍的異染色質(zhì),以此實現(xiàn)遺傳信息的開關(guān),但這一“開關(guān)”如何特異調(diào)節(jié)的機制尚不明確。
科研人員發(fā)現(xiàn),異染色質(zhì)的形成是受具有m6A修飾的“外來遺傳信息”來源的RNA調(diào)控的,這些RNA上的m6A修飾通過特異性識別蛋白YTHDC1,可以將表觀遺傳因子SETDB1招募到染色質(zhì)并催化組蛋白H3K9me3修飾與異染色質(zhì)化。這一機制調(diào)控了基因組中大量的“外來者”序列(被稱為轉(zhuǎn)座元件),干擾這一機制除了使“外來序列”不正常地活化外,還會影響胚胎干細胞細胞命運狀態(tài)和增殖能力。
科研人員解釋,DNA、RNA、蛋白質(zhì)等生物大分子,都能被精密的生化反應(yīng)加上一些特定的修飾,這些修飾就像文件標簽一樣,讓細胞能夠更高效地識別和處理這些“文件”。RNA上腺苷6號位的甲基化稱為m6A,它的存在就像給RNA加了一個門把手,特異識別這個標簽的蛋白YTHDC1,就像一把手來“抓住”這個門把手,然后再把H3K9me3這樣一把鎖,鎖在這些RNA所結(jié)合的DNA和染色質(zhì)上,實現(xiàn)把這些DNA關(guān)起來。
此外,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)該機制調(diào)控了胚胎干細胞的干性??蒲腥藛T解釋, RNA調(diào)控異染色質(zhì)的新機制如果受到干預(yù),胚胎干細胞中本應(yīng)沉默的諸多“外來序列”就失去控制開始表達,產(chǎn)生一個副作用就是破壞了胚胎干細胞的多能性,使細胞往發(fā)育更早期的細胞命運狀態(tài)轉(zhuǎn)變,因此,這一機制對胚胎干細胞的細胞命運維持起關(guān)鍵作用。
(責任編輯:蔡文斌)