清华生命学院张强锋课题组与斯坦福大学合作揭示细胞内RNA结构动态变化和调控


清华新闻网3月21日电 3月18日,清华大学生命科学学院张强锋课题组和斯坦福大学Howard Chang实验室在《自然-结构和分子生物学》(Nature Structural & Molecular Biology)期刊上在线发表了题为《哺乳动物不同细胞组分RNA结构图谱》(RNA structure maps across mammalian cellular compartments)的研究论文。

RNA结构是转录后调控的基础,对于RNA的合成(即转录)、加工(包括剪切、修饰等)、转运、翻译和降解等过程都起着重要调控作用。2015年Howard Chang课题组在《自然》杂志发明的技术icSHAPE可以高通量地获取整个转录组的RNA结构。但是,之前的研究测得的是细胞内所有RNA的平均结构,不能区分不同空间分布的细胞组分间RNA结构的差异。

本研究通过整合亚细胞分离技术与高通量RNA探测技术icSHAPE,解析了来自于人类和老鼠的两个不同细胞系染色体上,细胞核内与细胞质内三个组分的RNA结构。研究比较了不同亚细胞定位的RNA结构,并建立了RNA结构动态变化的位点图谱。通过关联研究,系统性分析了不同类型RNA修饰对RNA结构的影响,以及RNA结构和不同RNA结合蛋白(RBP)结合之间的相互关系。进一步,基于RNA的结构变化,将RNA的N6-甲基腺苷修饰(即m6A)的阅读器蛋白(reader)分成直接和间接阅读器(即结构阅读器)蛋白,以及阅读器和拮抗阅读蛋白。论文最后对新发现的m6A拮抗阅读蛋白LIN28A进行了验证。

 

图1. 通过亚细胞分离获取不同细胞组分高精度的RNA结构组

这项研究突出了RNA结构的动态变化特性,及其在基因调控中的功能意义。并深入解析了RNA结构动态变化的分子机制,特别是其与RNA修饰、RBP结合之间的相互关系。

清华大学生命科学学院博士生孙磊,斯坦福大学皮肤病学系博士后Furqan Fazal,清华大学生命科学学院博士生李盼为本文共同第一作者。清华大学生命科学学院张强锋研究员和斯坦福大学Howard Chang教授为本文的共同通讯作者。其他作者包括清华大学生命科学学院唐磊,黄文泽,斯坦福大学James Broughton, Byron Lee和Eric Kool。本研究获得国家自然科学基金委,清华-北大生命科学联合中心,清华大学结构生物学高精尖中心等基金,以及美国国立卫生研究院、霍华德·休斯医学研究所、Arnold O. Beckman博后基金等资金资助。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41594-019-0200-7

供稿:生命学院 编辑:李华山  审核:周襄楠

2019年03月21日 08:44:45  清华新闻网

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