Cell：饮食如何控制RNA的成熟

时间：2021-04-30 00:00:00 来源：网络整理

化学修饰特别敏感，信使RNA（mRNA）分子负责发送藏在我们基因组中的信息，从而蛋白质能够合成，这是我们细胞的必要功能。

最近，日内瓦大学（UNIGE），挪威科技大学合作，主要分析了秀丽隐杆线虫的mRNA分子中的甲基化修饰。他们发现，mRNA特定序列上的甲基化会导致其降解，并且这种控制机制取决于线虫的饮食。

这些研究结果发表在Cell杂志上。

在DNA编码的基因产生相应的蛋白质之前，需要执行几个步骤。DNA的两条链中的一条首先被转录成RNA，然后需要经历多个过程，包括剪接，才能翻译成蛋白质。此过程从基因中删除了不必要的非编码序列（内含子），仅留下了蛋白质编码序列（外显子）。这种成熟的RNA形式称为信使RNA（mRNA）。

“post-it”阻断蛋白质合成

除了这些过程，RNA，还有DNA分子也会经历化学修饰：甲基化。这包括添加一个甲基（CH3），该甲基允许修饰这些分子的命运而不改变其序列。沉积在RNA或DNA在非常特殊的地方，如“post-it”，RNA的甲基化是必不可少的。

日内瓦大学的两个相邻小组，一个致力于RNA调节，另一个专门研究秀丽隐杆线虫（C. elegans）中的DNA组织，他们分析了甲基化在控制基因表达中的作用。Ramesh pillai和Florian Steiner的实验室第一次发现在特定基因的内含子末端的甲基化，能阻断剪接过程，内含子就不能被移除，蛋白质也无法产生。

精细监管，确保平衡

这个基因，它的mRNA被甲基化修饰，编码产生甲基供体的酶。 “因此，一个自我调节的机制，因为涉及生产甲基化所需的关键因子的基因本身被甲基化的调节！”

而且，这种修饰取决于线虫所吸收的营养物的数量。

“当营养物质丰富时，mRNA被甲基化，基因剪接被阻断，甲基供体的水平降低，这限制了可能的甲基化反应的数量。另一方面，当营养物质很少时，没有甲基化，因此剪接不会受到阻碍，甲基供体的合成也将增加”。食品中存在的元素为生产甲基供体提供了所需的原料，因此在饮食丰富的条件下，甲基化依赖性剪接抑制作用会阻碍其生产。

“异常的甲基化反应太多或太少是造成许多疾病的原因。细胞建立了非常复杂的调节系统，确保细胞内甲基化的合理平衡。”

在1970年代，科学家（包括UNIGE的前教授Ueli Schibler）发现了这些特定序列上的mRNA甲基化，然后被遗忘了。研究人员花了40年的时间才在2012年重新发现它在基因调控中的重要性。通过这项研究，科学家们强调了甲基化在剪接控制和对环境变化的响应中的关键作用。

（生物通：万纹）

原文链接：

http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.062

Splice site m6A methylation prevents binding of U2AF35 to inhibit RNA splicing

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