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何川团队又双叒丰富了m6A RNA甲基化研究思路:甲基转移酶上的修饰!

 


原创 北京ob游戏生物 
 

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尽管很多的研究报道了METTL3的重要性,但是甲基转移酶复合物本身是如何被调控的却很少被研究。何川团队最新研究成果表明ERK-METTL3/WTAP信号轴如何调节mESC分化并可能影响肿瘤的发生。
摘要:m6A是最丰富的mRNA修饰类型,由METTL3-METTL14-WTAP甲基转移酶复合物负责安装。尽管m6A甲基化在mRNA代谢中的重要性最近得到了很好的证明,但m6A机制的调控仍然不清楚。通过全基因组CRISPR筛选,我们确定ERK通路和USP5m6A沉积的正向调节因子。我们发现ERKS43/S50/S525磷酸化METTL3,并在S306/S341磷酸化WTAP,随后USP5去泛素化,导致m6A甲基转移酶复合物稳定。缺乏METTL3/WTAP磷酸化可减少m6A标记的多能性因子转录本的衰减,并将小鼠胚胎干细胞捕获到多能性状态。同样的磷酸化也可以在ERK激活的人的癌细胞中被发现,并有利于肿瘤的发生。我们的研究揭示了ERK在调节m6A甲基化中未被认识的功能。

 

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摘要:细菌感染会引发细胞因子风暴,为了维持宿主的健康,细胞因子风暴需要得到解决。在这里,我们报道了骨髓细胞中m6A甲基转移酶亚基METTL14的消融会加剧小鼠巨噬细胞对急性细菌感染的反应,由于促炎细胞因子的持续产生导致高死亡率。METTL14缺失降低了Socs1 m6A的甲基化,并降低了YTHDF1与m6A位点的结合,从而降低了SOCS1诱导,导致TLR4/NF-kB信号的过度激活。在METTL14或YTHDF1缺失的巨噬细胞中,SOCS1的增强表达挽救了这些巨噬细胞在体外和体内的过度反应表型。我们进一步表明,LPS处理可诱导Socs1 m6A甲基化,并通过促进Fto mRNA降解维持SOCS1诱导,而增强巨噬细胞中FTO的表达模拟了METTL14缺失巨噬细胞的表型。我们的结论是m6A甲基化介导的SOCS1诱导对于维持巨噬细胞激活的负反馈控制以应对细菌感染是需要的。

 

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摘要:细胞代谢异常是人类结直肠癌(CRC)的一个显著特征。然而,肿瘤发展过程中的代谢程序重组还没有被完全理解。我们分析了结直肠肿瘤进展过程中改变的基因特征,并利用分子和代谢实验来研究CRC细胞系、患者来源的异种移植小鼠模型和肿瘤类器官模型的代谢调控。结果鉴定了一种新的RNA结合蛋白,RALY(也被称为hnRNPCL2),它与结直肠肿瘤的侵袭性高度相关。RALY在Drosha复合物中起关键调控作用,并促进特定miRNA子集(miR-483、miR-676和miR-877)的转录后加工。这些miRNA系统地下调代谢相关基因(ATP5I、ATP5G1、ATP5G3和CYC1)的表达,从而重编程癌细胞的线粒体代谢。TCGA分析显示,在表达线粒体相关基因水平较低的CRC患者中,RALY水平的升高与预后不良有关。机制上,这些miRNAs的诱导加工是由它们的m6A修饰在活性氧(ROS)胁迫下促进的。抑制m6A甲基化破坏了对pri-miRNAs末端环的RALY识别。在体内和类器官模型中,敲除RALY抑制结直肠肿瘤的生长和进展。综上所述,我们的结果揭示了RALY在肿瘤进展中的关键代谢中心作用,这可能导致针对RALY的癌症治疗方法用于CRC治疗。

 

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摘要:越多的证据表明肝细胞癌(HCC)对索拉非尼的原发性和获得性耐药是由多种分子、细胞和微环境机制介导的。了解这些机制将提高索拉非尼有效治疗的可能性。在本研究中,我们发现circRNA-SORE在索拉非尼耐药的HCC细胞中上调,这是维持索拉非尼耐药的必要环状RNA,沉默circRNA-SORE可显著提高索拉非尼诱导的细胞凋亡的疗效。机制研究确定circRNA-SORE作为microRNA海绵体阻断了miR-103a-2-5p和miR-660-3p,从而竞争性地激活Wnt/β-catenin通路并诱导索拉非尼耐药。索拉非尼耐药细胞中circRNA-SORE水平的升高是由于RNA稳定性的提高。这是由于circRNA-SORE中特定腺苷的m6A水平升高引起的。在动物模型中,体内通过局部短发卡RNA慢病毒注射circRNA-SORE干扰RNA显著增强索拉非尼的疗效。这项工作表明了一种维持索拉非尼耐药的新机制,是一项针对索拉非尼治疗的肝癌患者靶向circRNA-SORE作为一种治疗晚期肝癌的新药物干预的概念验证研究。

 

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m6A信使RNA甲基化是一种众所周知的影响中心生物过程的表观转录调控机制,但其在人类细胞衰老中的作用尚未被研究。这一研究发现m6A RNA甲基化和甲基转移酶METTL3水平在早衰综合征的提前衰老的人间充质干细胞(hMSC)模型中是降低的。m6A修饰的转录分析进一步鉴定了MIS12,其m6A修饰在过早衰老的hMSCsMETTL3缺陷的hMSCs中都减少了。敲除METTL3加速了hMSC的衰老,而过表达METTL3挽救了衰老表型。机制上,m6A修饰的缺失加速了MIS12 mRNA的代谢,降低了MIS12 mRNA的表达,而敲除MIS12加速了细胞衰老。此外,m6A读蛋白IGF2BP2被鉴定为识别和稳定m6A修饰的MIS12 mRNA的关键角色。综上所述,我们发现METTL3通过m6A修饰依赖于稳定MIS12转录本来缓解hMSC的衰老,这代表了一种新的胚胎干细胞衰老的表观转录机制。

 

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摘要:m6A修饰是最近出现的一种新的癌症进展调控机制。我们的目的是探讨m6A调节酶METTL3在结直肠癌发病机制中的作用及其作为治疗靶点的潜力。主要研究了METTL3在不同人群CRC中的表达及临床意义。我们通过整合m6A测序、RNA测序和核糖体分析研究了CRC中METTL3的潜在机制。在CRC细胞系、患者来源的CRC类器官和mettl3敲除小鼠模型中阐明了靶向METTL3在CRC治疗中的疗效。通过靶向CRISPR/Cas9文库筛选,我们发现METTL3是CRC中最重要的m6A调节酶。在两组独立的CRC中,METTL3过表达率分别为62.2%(79/127)和88.0%(44/50)。高表达的METTL3预测CRC患者较差的生存率(n=374, P< .01)。在功能上,沉默METTL3可以抑制CRC细胞、人源性CRC原代类器官和mettl3敲除小鼠模型的肿瘤发生。我们通过区域聚焦CRISPR筛选和诱变实验发现了CRC细胞中METTL3的m6A甲基转移酶结构域新的功能。机制上,整合m6A测序、RNA测序、核糖体测序和功能验证证实了METTL3直接诱导m6A-GLUT1- mTORC1轴。METTL3诱导GLUT1以m6A依赖的方式翻译,进而促进葡萄糖摄取和乳酸生成,导致mTORC1信号的激活和CRC发展。此外,mTORC1抑制增强了METTL3沉默在CRC患者来源的类器官和METTL3转基因小鼠模型中的抗癌作用。因此METTL3通过激活m6A-GLUT1- mTORC1轴促进CRC。METTL3是治疗CRC很有前途的治疗靶点。

 

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摘要:腺病毒是一种依赖宿主RNA加工机制进行核复制的DNA病毒。METTL3可以调控细胞RNA的加工和代谢,它催化m6A加入到mRNA中。虽然之前已经检测到m6A修饰的腺病毒RNA,但该标记在感染周期中的位置和功能尚不清楚。由于复杂的腺病毒转录组包括重叠的剪接单元,这将阻碍短读长测序对m6A的精确定位,在这里,我们使用meRIP-seq和直接RNA长读长测序的组合来分析腺病毒转录组中的m6A,以获得核苷酸和转录本分辨率下的m6A检测。尽管早期和晚期病毒转录本均含有m6A,但m6A写蛋白METTL3的缺失会通过降低其剪接效率而影响晚期病毒转录本。这些数据展示了在核苷酸分辨率的单个转录本中发现m6A的新技术,并强调了m6A在调控病毒病原体剪接中的作用。

 

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摘要:越多的证据表明,放射治疗可引起肺腺癌(LUAD)的适应性反应,进而减弱辐射的致死效应。以往的基因芯片检测均显示了辐照后基因表达谱的变化。对发生显著变化的基因进行生物信息学分析,发现VANGL1可能显著影响辐射对LUAD的影响。为了确定VANGL1在LUAD中的作用,本研究下调或过表达VANGL1。采用M6A-IP-qPCR法检测VANGL1 mRNA的M6A水平。照射引起的VANGL1 m6A水平及表达水平升高。m6A识别蛋白IGF2BP2/3的缺失破坏了辐照后的VANGL1 mRNA的稳定性和表达。辐照降低miR-29b-3p的表达,但经荧光素酶报告分析发现,VANGL1是miR-29b-3p的靶点。miR-29b-3p的降低抑制了VANGL1 mRNA的降解。VANGL1的下调增强了辐照对LUAD的不利影响,正如更严重的DNA损伤和细胞凋亡百分比增加所揭示的。免疫共沉淀显示了VANGL1与BRAF之间的相互作用。VANGL1增加BRAF可能是通过抑制蛋白降解导致BRAF下游效应子TP53BP1和RAD51的增加。这些效应物参与损伤后的DNA修复。综上所述,辐照引起了VANGL1的上调,而VANGL1上调可能通过激活BRAF/TP53BP1/RAD51来保护DNA免受损伤,从而减轻辐照对LUAD的不利影响。VANGL1 m6A水平升高和miR-29b-3p水平降低是导致辐照后VANGL1过表达的原因。

 

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摘要:结直肠癌(CRC)是世界上最常见的恶性肿瘤之一。到目前为止,一些onco-miRNAs包括miR-96,已经在CRC的发病机制中被确认。本研究的目的是确证miR-96对CRC的致癌作用,并确定其与AMPKα2/FTO/m6A/MYC相关的具体机制。主要采用RT-qPCR和Western blot方法检测miR-96、AMPKα2、FTO和MYC在CRC临床组织和细胞中的表达模式。然后利用生信分析预测miR-96和AMPKα2之间的关系,并通过双荧光素酶报告基因实验进行鉴定。通过功能获得或缺失的方法来评估miR-96、AMPKα2、FTO和MYC对细胞生长、周期进展和凋亡的调控作用。通过MeRIP和PAR-CLIP分析了FTO介导的MYC m6A修饰的机制。体内验证了miR-96抑制对肿瘤发生的介导作用。结果发现CRC组织和细胞中miR-96、FTO和MYC表达上调,AMPKα2表达下调。miR-96可下调AMPKα2,其导致FTO表达增加,进而通过阻断m6A修饰上调MYC的表达。这一机制参与了miR-96在CRC细胞中的促增殖和抗凋亡作用。此外,下调miR-96在体内对肿瘤生长具有抑制作用。综上所述,miR-96抑制可能通过AMPKα2依赖性抑制FTO并阻断FTO介导的m6A修饰的MYC,从而延缓结直肠癌的肿瘤发生,突出了其与结直肠癌发生相关的新机制。

 

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摘要:m6A RNA甲基化的生物学功能主要依赖于解读器;然而,其在肺肿瘤发生中的作用尚不清楚。在这里,我们证明了m6A解读器YT521-B同源结构域包含2 (YTHDC2)在肺腺癌(LUAD)中经常被抑制。YTHDC2的下调与LUAD较差的临床结果相关。YTHDC2降低自发性LUAD小鼠模型的肿瘤发生。此外,YTHDC2在人LUAD细胞中具有抗肿瘤活性。机制上,YTHDC2通过其识别m6A的YTH结构域,抑制胱氨酸摄取并阻断下游抗氧化程序。给肺YTHDC2过表达小鼠以胱氨酸下游抗氧化剂能挽救肺肿瘤的发生。此外,溶质载体7A11 (SLC7A11)被确定为YTHDC2的直接靶标。YTHDC2以依赖于m6A的方式使SLC7A11 mRNA失稳,这是因为YTHDC2优先结合到m6A修饰的SLC7A11 mRNA上,从而促进了SLC7A11的衰变。在临床上,大部分腺泡LUAD亚型病例同时出现YTHDC2下调和SLC7A11升高。由腺泡LUAD产生的患者源异种移植(PDX)小鼠模型对XC系统抑制剂表现出敏感性。总的来说,通过抑制YTHDC2促进胱氨酸摄取对LUAD的肿瘤发生是至关重要的,而阻断这一过程可能有利于未来的治疗。

 

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摘要:m6A是mRNA上最丰富的修饰之一,在各种生物过程中发挥重要作用。m6A的形成是由一个甲基转移酶复合物(MTC)催化的,其中包含一个关键的甲基转移酶样因子3 (Mettl3)。然而,Mettl3和m6A修饰在肝脂质和糖代谢中的作用尚不清楚。这项研究发现,在高脂饮食(HFD)诱导的代谢紊乱小鼠的肝脏中,Mettl3表达和m6A水平均升高。Mettl3的过表达加重了HFD诱导的肝脏代谢紊乱和胰岛素抵抗。与此相反,肝细胞特异性敲除Mettl3可通过减缓体重增加、减少脂质积累和改善胰岛素敏感性,显著减轻HFD诱导的代谢紊乱。机制上,Mettl3耗竭介导的m6A缺失导致代谢相关基因的RNA半衰期延长,从而保护小鼠免受HFD诱导的代谢综合征。我们的发现揭示了Mettl3介导的m6A在HFD诱导的代谢紊乱和肝源性糖尿病中的重要作用。

 


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