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Science:RNA修饰调节干细胞多能性




    RNA在生物学系统中有着举足轻重的作用,它不仅将DNA的遗传信息传递给蛋白,也负责调控各种生物学过程。RNA上有一百多种化学修饰,但绝大多数修饰的功能还不为人知。


    早在四十年前,人们就发现信使RNA上存在着腺嘌呤上的甲基化修饰m6A(N6-methyladenosine)。这种mRNA甲基化非常普遍,不过直到最近人们才开始逐渐揭开m6A修饰的神秘面纱。


    胚胎干细胞ESC来源于早期胚胎,具有分化为任何细胞类型的潜力。小鼠ESC分为原始态多能性(Naïve pluripotency)和始发态多能性(primed pluripotency)两种状态,始发态多能性是原始态多能性之后的发育阶段,已经为分化做好了准备。这两种状态的细胞来自于不同的胚胎发育阶段,具有截然不同的分子特性,在特定条件下可以相互转变。不过迄今为止,人们还不了解这种转变背后的调控机制。


    Weizmann科学研究所和Tel Aviv大学的研究团队,对涉及始发态调控的一些转录和表观遗传学调控子进行了siRNA筛选。他们发现,m6A转移酶Mettl3是终结小鼠原始态多能性的一个重要调控子。这项研究发表在一月一日的Science杂志上,文章的通讯作者是Jacob H. Hanna、Gideon Rechavi和Noa Novershtern。


    研究人员在植入前的epiblast和原始态胚胎干细胞中敲除Mettl3,导致这些细胞的mRNA缺乏m6A。研究显示,缺乏Mettl3的这些细胞能够存活,但无法完全终结原始态多能性。移植后细胞会发生畸变,分化潜力也受到限制,结果出现早期胚胎死亡。


    研究指出,m6A缺乏显著降低了mRNA的稳定性。这种mRNA表观遗传学修饰在体内起到了关键的作用,是调控原始态和始发态多能性的重要机制。mRNA甲基化作为鼠类原发态多能性的分子开关,可确保多能性因子正确下调,及时为细胞分化做好准备。

人们可以在这项研究的基础上,继续研究m6A在其他发育阶段转变时起到的作用,探索m6A及其读取蛋白的潜在调控功能。


    原文检索:Shay Geula, Sharon Moshitch-Moshkovitz, Dan Dominissini, Abed AlFatah Mansour, Nitzan Kol,Mali Salmon-Divon, Vera Hershkovitz, Eyal Peer, Nofar Mor, Yair S. Manor, Moshe Shay Ben-Haim,Eran Eyal, Sharon Yunger, Yishay Pinto, Diego Adhemar Jaitin, Sergey Viukov, Yoach Rais,Vladislav Krupalnik, Elad Chomsky, Mirie Zerbib, Itay Maza, Yoav Rechavi, Rada Massarwa, Suhair Hanna,Ido Amit, Erez Y. Levanon, Ninette Amariglio, Noam Stern-Ginossar, Noa Novershtern, Gideon Rechavi,and Jacob H. Hanna. m6A mRNA methylation facilitates resolution of naïve pluripotency toward differentiation . Sciencem, 1 January 2015; DOI: 10.1126/science.1261417
 

 

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