复旦生物医学研究院沈宏杰/蓝斐团队等在《分子细胞》报道METTL3调控新生RNA转录合成的机制

近两年来,多项研究发现染色质中的新生RNA上含有m6A修饰,说明这些m6A修饰伴随着转录产生。早期的转录暂停以及暂停后命运选择是高等生物基因转录的限速步骤,而m6A修饰在此过程中的研究还很少。值得一提的是沈宏杰课题组在2021年的一篇研究还发现小鼠胚胎干细胞中,METTL3主要结合在异染色质区域,通过组蛋白H3K9me3甲基化,抑制内源性逆转录病毒IAPEz元件的转录。

近两年来,多项研究发现染色质中的新生RNA上含有m6A修饰,说明这些m6A修饰伴随着转录产生。真核生物的转录包括转录起始、暂停与释放、延伸和终止等多个步骤。早期的转录暂停以及暂停后命运选择(继续延伸还是降解)是高等生物基因转录的限速步骤,而m6A修饰在此过程中的研究还很少。

mRNA m6A修饰的功能近十年来得到了广泛的关注。mRNA上的m6A修饰主要由METTL3/METTL14/WTAP复合物催化,参与了mRNA的剪接、转运、降解、翻译等过程。但这些研究主要集中在m6A对于转录后mRNA的命运调控,关于新生RNA上的m6A功能的研究直到近两年才逐渐展开。

2022年2月25日,复旦大学生物医学研究院研究员沈宏杰、蓝斐联合牛津大学Ludwig肿瘤研究所教授Yang Shi和哈佛医学院教授Karen Adelman合作研究成果,以“Dynamic Control of Chromatin-associated m6A Methylation Regulates Nascent RNA Synthesis”为题,在线发表于Molecular Cell杂志。该研究发现伴随转录产生的新生RNA m6A修饰可促进转录,该功能通过抑制Integrator复合物招募而实现,揭示了m6A修饰对于转录调控的重要作用。

研究者发现在乳腺癌MCF-7细胞、人胚胎肾HEK293T细胞以及小鼠神经干细胞(Neural Stem Cell)中,METTL3、METTL14和WTAP主要结合在基因启动子和增强子上的转录起始位点附近。研究者发现METTL3可以催化染色质结合的新生RNA上的m6A修饰,不同于成熟mRNA的m6A修饰主要位于3'UTR,新生RNA的5'UTR 也含有m6A修饰,这些m6A修饰可以被hnRNP G和YTHDC1识别,从而阻止Integrator复合物剪切新生RNA,促进了新生RNA转录。

值得一提的是沈宏杰课题组在2021年的一篇研究还发现小鼠胚胎干细胞中,METTL3主要结合在异染色质区域,通过组蛋白H3K9me3甲基化,抑制内源性逆转录病毒IAPEz元件的转录(Nature,2021)。而随着小鼠胚胎干细胞分化到拟胚体(Embryoid Body,EB)时期,METTL3在染色质上的分布则迁移到了启动子区域,提示METTL3在退出自我更新状态后更多的参与活化区域转录起始调控,(Nature,2021,复旦网站链接:https://news.fudan.edu.cn/2021/0129/c4a107857/page.htm)。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.molcel.2022.02.006

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