科學研究

生物醫學研究院Alastair Murchie-陈东戎课题组在《自然·催化》报道首个“SAM 依賴的甲基转移酶核酶”

  時間:2021-10-25   来源:生物醫學研究院   點擊:420
 

       RNA的甲基化具有多種生物學功能,在生物體內參與重要生命過程的核糖體RNA和轉運RNA都是高度甲基化;信使RNA(mRNA)的帽子結構的鳥嘌呤有N-7甲基;近年的研究發現:mRNA的內部的堿基的甲基化參與多種生物學功能的調控,這些研究已逐漸演化成一個全新的學科稱爲 表觀轉錄組學”(Epitranscriptome)。目前研究中在生物體內催化RNA甲基化的都是蛋白質,它們利用體內普遍存在的硫腺苷甲硫氨酸(SAM) 作爲甲基供體,催化RNA甲基化。

      核酶是具有催化功能的RNA,在生物體內存在天然核酶催化多種關鍵反應,包括核糖體催化的蛋白質肽鍵的形成,以及I-類、II-類內含子的自我剪切反應等。運用人工篩選SELEX技術,人們發現了RNA能夠在體外催化多種化學反應。最近德國和奧地利科學家相繼發現了以m6G以及m6PreQ1作爲甲基供體的核酶,然而這二者都非生物體內天然的甲基供體。

      20211020日,《自然》雜志旗下子刊《自然·催化》(Nature Catalysis报道了複旦大學生物醫學研究院Alastair Murchie-陈东戎课题组与複旦大學生命科学院甘建华课题组合作的题爲《SAM 依賴的天然甲基轉移酶核酶的鑒定》(“The identification and characterization of a selected SAM-dependent methyltransferase ribozyme that is present in natural sequences”)研究成果,報道了首個生物體內內的SAM 依賴甲基轉移酶核酶RNA作爲工具在表观转录层面调控生命过程提供了一个新的思路。


Alastair Murchie-陳東戎課題組運用人工篩選SELEX技術篩選到了以SAM作爲甲基供體的核酶,它可以催化特定序列的鳥嘌呤的7-N原子發生甲基化。該課題組和生命科學院甘建華課題組合作,通過X-射线晶体衍射技术,解析了该核酶的结构。該结构总体呈现一个发夹形状,局部具有两个假三聯體結構的堆疊,在SAM加入後,該假三聯體中其中一個腺嘌呤從結構中翻轉出去,可以容納SAM的腺嘌呤結構形成堆疊。另外一面,通過生物信息學的搜索,發現生物體內含有多個與這個核酶類似的序列,其中一些序列在體外具有活性,這些核酶序列在生物體內的生物學功能還待進一步的研究。


該研究成果擴展了RNA作爲催化剂的催化谱,演示了核酶参与体内RNA甲基化以及其调控生命过程的可能性,爲RNA作爲工具在表观转录层面调控生命过程提供了一个新的思路:以核酶精细调控RNA或者DNA的甲基化來進行基因表達的調控。

该研究主要由生物醫學研究院助理研究员蒋恒义、生命科學研究博士后高延清共同完成,张磊负责质谱检测实验,Alastair Murchie、陈东戎、甘建华爲共同通讯作者。生物醫學研究院周新文、张成爲本研究提供质谱方面帮助,上海交通大学张薇指导下完成DSC實驗,上海光源提供了X-射線衍射設施。

 

原文鏈接:

https://www.nature.com/articles/s41929-021-00685-z#citeas

 
本類新聞
複旦大學刘星/马兰团队发现伏隔核D1神经元亚群介导厌恶情绪产生
應天雷/洪佳旭團隊合作開發新一代高穩...
基礎醫學院袁正宏/陈捷亮团队揭示乙肝...
基礎醫學院汤其群/钱淑文团队发现巨噬...
生物醫學研究院Alastair Mu...
《科学进展》杂志发表複旦大學丁琛、贺...
腫瘤醫院葉定偉教授團隊聯合美國May...
王菲菲/馬蘭團隊發現引起嗎啡戒斷負性...

訪問量

聯系我們

地址:上海市醫學院路138號
郵編:200032
電話:021-54237900
E-mail:medcenter@fudan.edu.cn

版權信息

Copyright shmc.fudan.edu.cn 2013
複旦大學上海医学院版权所有
滬ICP備042465號

快速通道