作者:周琪等 来源:《细胞—干细胞》 发布时间:2015/3/10 10:33:37
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科学家发现重要RNA修饰形成的分子机制与新功能

 

经过三年多的密切合作,中科院三个课题小组在RNA修饰与干细胞重编程领域的创新研究终于结出了硕果。3月5日,《细胞》杂志子刊《细胞—干细胞》(Cell Stem Cell)杂志封面刊发了中科院动物研究所研究员周琪、北京基因组研究所研究员杨运桂和遗传与发育生物学研究所研究员王秀杰合作完成的一项重要研究。这项研究发现,RNA“腺嘌呤第6位氮原子上的甲基化修饰”(以下简称“m6A修饰”)的形成受到微小RNA(microRNA)的调控,并且参与促进诱导多能性干细胞的形成。这是科学家在干细胞多能性、非编码RNA和RNA修饰交叉领域中的一项重大突破。

真核生物的RNA分子除了由碱基对组成之外,还存在其他 “修饰”基团。目前,RNA分子上已发现了100多种类型的修饰,其中m6A修饰是含量最多的一种修饰,与恶性肿瘤、白血病、肥胖等疾病紧密关联,是生命科学领域的最新研究热点。

2012年,在中科院“干细胞与再生医学战略性先导专项”的支持下,周琪、杨运桂和王秀杰整合各自在干细胞、RNA修饰和生物信息学方面的研究优势,领导各自的研究小组开展合作攻关。作为该专项的首席科学家,周琪表示:“先导专项为此类目标明确的创新性研究提供了更加顺畅的合作机会,为来自不同领域的科学家打造了合作的舞台;这些工作不仅得到了先导专项的支持,也得到了来自三个研究所的大力支持。”

“我们对数据进行分析后发现,发生m6A修饰的RNA序列区域存在与微小RNA的序列互补配对的现象。”王秀杰告诉《中国科学报》记者。这一结果让大家猜测,微小RNA可能参与指导m6A修饰的形成。

作为发现m6A修饰甲基转移酶和去甲基化酶的科学家之一,杨运桂向《中国科学报》记者表示,他们通过系统的实验证明微小RNA可以通过序列互补的关系,引起RNA相应区域m6A修饰的产生。“这向揭开m6A形成之谜迈出了一大步。”杨运桂说。

进一步的生物学实验表明,提高m6A修饰水平可以促进小鼠成纤维细胞重编程为诱导多能性干细胞。在研究人员看来,这很可能为细胞重编程研究开辟新的道路。周琪解释:“这表明,m6A修饰是细胞重编程的调控因素之一。”他向《中国科学报》记者透露,目前,研究人员已经在着手围绕m6A修饰,设计细胞重编程的全新方法。

据记者了解,本期《细胞-干细胞》杂志封面由三个研究小组科研人员共同设计。研究人员用长城、烽火台等中国元素示意RNA长链及甲基化修饰基团。“最重要的是,我们想以长城的形象告诉大家,这是中国人的研究成果。”王秀杰说。《细胞-干细胞》杂志主编Deborah Sweet称该封面“很受欢迎”。

自2014年8月起,中科院启动实施“率先行动”计划,力图推广“先导专项”在发挥团队研究优势方面的经验,从根本上突破体制机制壁障,清除各种有形无形的栅栏,打破各种院内院外的围墙,着力开辟“政策特区”和“试验田”,让机构、人才、装置、资金、项目都充分活跃起来。研究人员期待,在“率先行动”计划的统揽下,更多优势互补的研究团队可以通力合作,从而形成推进科技创新发展的强大合力。(来源:科学网 甘晓)

 
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