3月4日，《自然》雜志發(fā)表了中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院研究員陳捷凱課題組最新研究成果。他們發(fā)現(xiàn)哺乳動物中RNA調(diào)控異染色質(zhì)形成的新機制。

中國科學院北京基因組研究所、國家生物信息中心研究員楊運桂指出，該成果揭示了調(diào)控染色質(zhì)的新功能，對理解RNA上腺苷6號位的甲基化（m⁶A）的生理功能、染色質(zhì)調(diào)控、干細胞干性調(diào)控有新的啟發(fā)。

研究人員表示，該研究發(fā)現(xiàn)帶有一種化學修飾的RNA，能夠“監(jiān)視”并關(guān)閉“外來序列”的DNA，從而提出RNA調(diào)控遺傳信息的新通路，同時證明這一通路在干細胞維持中的重要功能，為分子生物學、遺傳學、細胞生物學、再生醫(yī)學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。

研究人員發(fā)現(xiàn)，異染色質(zhì)的形成是受具有m⁶A修飾的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)控了基因組中大量轉(zhuǎn)座子來源的“外來序列”（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。

研究人員解釋，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，就像一把手來把門關(guān)上，并把H3K9me3這樣一把鎖，鎖在這些RNA所結(jié)合的DNA和染色質(zhì)上。

此外，科學家還發(fā)現(xiàn)該機制調(diào)控了胚胎干細胞的干性。陳捷凱解釋，RNA修飾調(diào)控異染色質(zhì)的這一機制如果受到干預(yù)，胚胎干細胞中本應(yīng)沉默的諸多“外來序列“就會失去控制開始表達，其中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到關(guān)鍵作用。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-021-03313-9



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