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m6Am是一种位于mRNA转录开端的关键修饰元素,其在多种疾病中的作用已逐渐得到重视。然而,关于m6Am的具体功能机制,现在学术界尚存在多种不同的理论见解。这些观点包括mRNA稳定性和不稳定性、翻译促进与抑制等方面。在这一背景下,深圳湾实验室的吴炜祥团队于2024年10月30日发表在《Molecular Cell》上的研究,为BWIN必赢智慧揭示了m6Am功能的新视角。研究发现,转录终止因子PCF11首次被鉴定为能够特异识别m6Am的“阅读器蛋白”,并揭示出m6Am顺利获得与RNA聚合酶II竞争结合PCF11,从而调控转录的独特机制。此外,这项研究还深入探讨了m6Am修饰在神经母细胞瘤治疗中的潜在作用,突出其在癌症治疗领域的重要应用前景。
该研究中,研究人员应用定量蛋白质组学筛选技术,鉴定出在m6Am修饰中具有优先结合能力的转录终止因子PCF11。PCF11含有多个长度约13个氨基酸的FEGP基序,称为“FEGP重复序列”,这是确定m6Am结合特异性的关键。这些特定的氨基酸序列仅在具备m6Am修饰的生物中存在进化保守性。这暗示着PCF11的FEGP基序可能与mRNA的m6Am修饰共同进化,使其能够识别并结合于mRNA的m6Am位点。
在对PCF11功能的进一步研究中,作者发现PCF11以往已知能促进转录提前终止。顺利获得精准的定量分析,研究人员发现m6Am能够抑制PCF11介导的这种提前终止,反而促进完整转录的生成,并提高相关基因的表达水平。尤其值得注意的是,在PCF11低表达的情况下,m6Am的作用效果更加显著。这说明当PCF11表达不足时,m6Am可更有效地抑制PCF11的功能。
研究还聚焦于小儿神经母细胞瘤中的MYCN高表达情况。全反式维甲酸(ATRA)是神经母细胞瘤治疗中常用的一种药物,但其具体的作用机制仍不清晰。研究发现,ATRA能够降低PCF11的水平,从而推测其可能增强m6Am功能在治疗中的发挥。研究表明,当m6Am耗竭时,ATRA处理后的细胞将继续表现出肿瘤干细胞的特征,导致对疗法产生耐药性。该发现为理解维甲酸治疗中的耐药性给予了新的思路。
综上所述,本研究不仅首次明确了m6Am的阅读蛋白,还揭示了一个不同于传统表观转录组学理念的机制:特定RNA修饰和其阅读蛋白之间的结合会激活甚至抑制特定蛋白的功能。研究表明,与以往N6-甲基腺苷(m6A)结合后的降解模式不同,m6Am结合后会抑制PCF11的功能,这是RNA修饰与阅读蛋白关系中的一个特殊案例。为了形象展示m6Am的作用机制,研究团队借鉴了中国经典神话《西游记》的情节,将其化用成一幅生动的图画。其中,m6Am犹如“人种袋”,在RNA聚合酶II与PCF11之间巧妙周旋,使得PCF11难以接触到RNA聚合酶的关键结合位点。
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