研讨提醒MALAT1

中国迷信院生物物理研讨所研讨员李栋课题组在Developmental Cell上，以长文（Article）模式颁发了题为N6-methyladenosine modification of MALAT1 promotes metastasis via reshaping nuclear speckles的研讨论文。该研讨综合运用永劫程超分辩率活细胞成像、CUT Tag测序和定量学等技术办法，提醒了lncRNA MALAT1存在m6A修饰富集区；MALAT1-m6A对维持核斑（Nuclear Speckles）组分动静均衡，进而在调控癌细胞的增殖和侵袭转移中起症结作用。

N6-甲基腺苷（m6A）修饰是一种广泛存在且具备紧张生物学功效的RNA化学修饰，细胞内简直一切类型的RNA分子中均普遍存在m6A修饰。今朝，一些研讨均通过调控m6A甲基转移酶（Writer）、去甲基化酶（Eraser）和m6A浏览卵白（Reader）的活性来研讨m6A修饰的生物学功效，但这些战略改动了整个转录组的m6A状态，终极表型取决于来自分歧类型转录本m6A状态变动的综合效应，招致不易确定毕竟是哪种或哪类转录本的m6A修饰对终极表型起次要作用，乃至会获得互相矛盾的论断。是以，亟需展开具备转录本特同性的m6A功效研讨。此外，MALAT1基因在脊椎植物中高度激进，其转录本是一种长度约为8 kb的长链（long noncoding RNA， lncRNA），在核斑上高度富集。已有研讨发现，lncRNA MALAT1的高表白与非小细胞肺癌、食管癌等的侵袭转移危险高度正相关。然而，学界尚未明白MALAT1若何匆匆进侵袭转移产生的分子机制。

研讨职员对食管癌细胞系KYSE-30进行meRIP-seq，发现MALAT1富含30个高度可托的m6A修饰位点，此中有28个集中散布在长度约为1.5 kb且高度激进的区域内。研讨进一步发现，尽管MALAT1基因表白量在缺失m6A修饰后简直无变动，但数百个癌症相关基因的表白量在MALAT1-Δm6A细胞中产生了显着变动，并展示出增殖和侵袭转移才能显着克制的表型。为说明MALAT1-m6A若何调控侵袭转移，研讨职员应用定量卵白质谱，发现MALAT1-Δm6A可能招致几十种核斑定位卵白在核斑上富集水平下降；应用自立开辟的3D-SIM超分辩显微镜和光片显微镜，体系比照了家养型和MALAT1-Δm6A细胞中RBM15、YTHDC1、SF3A1、PABPN1与核斑的共定位、动静互作等性子的差异。成像成果标明，与家养型细胞相比，在MALAT1-Δm6A细胞中，RBM15雀斑与核斑的互作（contact）显着削减，同时YTHDC1、SF3A1和PABPN1在核斑中的富集显着下降；这些卵白在核斑富集程度的下降可被家养型MALAT1复原，但无奈被m6A渐变型MALAT1复原。

核斑组分的变动招致癌症相关基因表白产生什么样的改动？研讨职员应用CUT Tag测序，发现核斑与相关基因的联合位点次要位于这些基因的转录肇端位点，而MALAT1-Δm6A显着削弱了核斑与转录肇端位点的联合，这此中包含420个在MALAT1-Δm6A细胞直达录下调的基因。研讨职员拔取JUN和TWIST2两个代表性原癌基因，用3D-SIM超分辩成像统计了免疫荧光标志的核斑与DNA-FISH标志的基因座位的绝对间隔，成果标明，MALAT1-Δm6A使上述两个基因与核斑的打仗频率显着降低，这印证了CUT Tag测序成果。研讨职员进一步在m6A缺点的MALAT1基因座位敲入MS2适配子序列，以此完成m6A reader卵白YTHDC1的特同性回补（MALAT1-Δm6A+MCP-YTHDC1）。成果显示，通过在lncRNA MALAT1-Δm6A上特同性联合YTHDC1，可从新富集年夜多半含量下调的核斑卵白，进而复原核斑与癌症相关基因的联合，匆匆进其表白，终极可在小鼠模子中显着复原MALAT1-Δm6A细胞的增殖和侵袭转移才能。

综上，该研讨展现了超分辩显微成像提供的时空动静信息与分子生化、质谱、测序等试验成果互为弥补和印证，从多个角度提醒了lncRNA MALAT1的m6A修饰在癌细胞增殖和侵袭转移才能中发扬症结作用。生物物理所李栋课题组助理研讨员、博士王新禹博士（兼共通信作者）和博士研讨生刘冲、张思微为论文的独特第一作者，李栋为论文通信作者（Lead contact）。生物物理所卜鹏程课题组对植物试验提供了帮忙，研讨任务获得迷信技术部、国度自然迷信基金委、中科院、腾讯“迷信摸索奖”的赞助。 (100yiyao.com）