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  • Science:RNA修飾調節干細胞多能性




        RNA在生物學系統中有著舉足輕重的作用,它不僅將DNA的遺傳信息傳遞給蛋白,也負責調控各種生物學過程。RNA上有一百多種化學修飾,但絕大多數修飾的功能還不為人知。


        早在四十年前,人們就發現信使RNA上存在著腺嘌呤上的甲基化修飾m6A(N6-methyladenosine)。這種mRNA甲基化非常普遍,不過直到最近人們才開始逐漸揭開m6A修飾的神秘面紗。


        胚胎干細胞ESC來源于早期胚胎,具有分化為任何細胞類型的潛力。小鼠ESC分為原始態多能性(Na?ve pluripotency)和始發態多能性(primed pluripotency)兩種狀態,始發態多能性是原始態多能性之后的發育階段,已經為分化做好了準備。這兩種狀態的細胞來自于不同的胚胎發育階段,具有截然不同的分子特性,在特定條件下可以相互轉變。不過迄今為止,人們還不了解這種轉變背后的調控機制。


        Weizmann科學研究所和Tel Aviv大學的研究團隊,對涉及始發態調控的一些轉錄和表觀遺傳學調控子進行了siRNA篩選。他們發現,m6A轉移酶Mettl3是終結小鼠原始態多能性的一個重要調控子。這項研究發表在一月一日的Science雜志上,文章的通訊作者是Jacob H. Hanna、Gideon Rechavi和Noa Novershtern。


        研究人員在植入前的epiblast和原始態胚胎干細胞中敲除Mettl3,導致這些細胞的mRNA缺乏m6A。研究顯示,缺乏Mettl3的這些細胞能夠存活,但無法完全終結原始態多能性。移植后細胞會發生畸變,分化潛力也受到限制,結果出現早期胚胎死亡。


        研究指出,m6A缺乏顯著降低了mRNA的穩定性。這種mRNA表觀遺傳學修飾在體內起到了關鍵的作用,是調控原始態和始發態多能性的重要機制。mRNA甲基化作為鼠類原發態多能性的分子開關,可確保多能性因子正確下調,及時為細胞分化做好準備。

    人們可以在這項研究的基礎上,繼續研究m6A在其他發育階段轉變時起到的作用,探索m6A及其讀取蛋白的潛在調控功能。


        原文檢索: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 na?ve pluripotency toward differentiation . Sciencem, 1 January 2015; DOI: 10.1126/science.1261417
     

     

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