科技日?qǐng)?bào)記者 葉青 通訊員 黃博純

中國(guó)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(dòng)物中RNA調(diào)控異染色質(zhì)形成的新機(jī)制，相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《自然》雜志上。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(lái)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(xì)胞維持中的重要功能，為分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)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(shí)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(jī)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(lái)遺傳信息”來(lái)源的RNA調(diào)控的，這些RNA上的m6A修飾通過特異性識(shí)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(jī)制調(diào)控了基因組中大量的“外來(lái)者”序列（被稱為“轉(zhuǎn)座元件”），干擾這一機(jī)制除了使“外來(lái)序列”不正常地活化外，還會(huì)影響胚胎干細(xì)胞細(xì)胞命運(yùn)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(biāo)簽一樣，讓細(xì)胞能夠更高效地識(shí)別和處理這些“文件”。RNA上腺苷6號(hào)位的甲基化稱為m6A，它的存在就像給RNA加了一個(gè)門把手，特異識(shí)別這個(gè)標(biāo)簽的蛋白YTHDC1，就像一把手來(lái)“抓住”這個(gè)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(shí)現(xiàn)把這些DNA關(guān)起來(lái)。

此外，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)該機(jī)制調(diào)控了胚胎干細(xì)胞的干性?？蒲腥藛T解釋， RNA調(diào)控異染色質(zhì)的新機(jī)制如果受到干預(yù)，胚胎干細(xì)胞中本應(yīng)沉默的諸多“外來(lái)序列“就開失去控制開始表達(dá)，產(chǎn)生一個(gè)副作用就是破壞了胚胎干細(xì)胞的多能性，使細(xì)胞往發(fā)育更早期的細(xì)胞命運(yùn)狀態(tài)轉(zhuǎn)變，因此，這一機(jī)制對(duì)胚胎干細(xì)胞的細(xì)胞命運(yùn)維持起關(guān)鍵作用。

中科院北京基因組研究所楊運(yùn)桂研究員指出，該成果揭示了調(diào)控染色質(zhì)的新功能，對(duì)理解m6A的生理功能、染色質(zhì)調(diào)控、干細(xì)胞干性調(diào)控有新的啟發(fā)。



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