Mol Cell |
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在前期的研究中,作者观察到长3 UTR转录本会滞留于nuclear speckles(核斑)。考虑到m6A修饰复合物的组分也在nuclear speckles富集,作者提出假设:滞留于nuclear speckles的长3 UTR转录本会进一步在转录后发生m6A修饰,从而造成m6A修饰水平和RNA的3 UTR长度呈正相关;而通过sequential polyadenylation的第二步切割,则会造成同一个基因的短3 UTR转录本而不是长3 UTR转录本被m6A所修饰。由于以前的报道认为m6A修饰主要是共转录发生的,作者首先鉴定了m6A修饰能否在转录后进一步发生?为此,作者在前人开发的m6A-LAIC-seq【3】和GLORI【4】的基础上,结合新生RNA标记技术,开发了4sU-m6A-LAIC-seq和4sU-GLORI方法。通过比较新生(nascent)RNA,包括无polyA尾和带有polyA尾的新生RNA,以及稳定状态(steady-state)下的RNA的m6A水平,作者发现转录后m6A修饰是一个普遍的现象(图2),而且相比较于未发生转录后m6A修饰的RNA,发生转录后m6A修饰的RNA在稳定状态下m6A修饰水平更高。
进一步,作者为了证明RNA的核滞留能够增强m6A修饰水平,一方面构建了HBB-gDNA(含有intron)和HBB-cDNA(不含intron)报告质粒:两个reporter最终产生的RNA序列完全一样,但只有HBB-gDNA来源的RNA能够有效转运出核,而HBB-cDNA来源的RNA则会滞留于细胞核内;另一方面,利用AID2系统对mRNA转运出核因子NXF1进行快速降解以诱导mRNA核滞留。
随后,分别对Reporter来源的 RNA和内源基因来源的RNA进行GLORI定量。单个reporter和转录组规模的实验结果都证明了RNA的核滞留确实能够提高m6A的修饰水平,这也暗示着长3 UTR也有可能通过RNA核滞留增强m6A修饰水平。鉴于渐进式可变多聚腺苷酸化的发生是由于近端polyA位点弱于远端polyA位点,作者进一步通过改变近端polyA位点的强度以破坏或保留渐进式可变多聚腺苷酸化的发生,得到的实验结果进一步表明渐进式可变多聚腺苷酸化可以促进m6A修饰。
渐进式多聚腺苷酸化与核滞留共同决定转录后m6A修饰(Credit:Molecular Cell)
综上,该研究提出了渐进式多聚腺苷酸化与核滞留共同决定转录后m6A修饰的新机制:在渐进式多聚腺苷酸化过程中,远端polyA位点加工产生的长3 UTR转录本滞留于细胞核内,额外的核滞留时间使得m6A修饰复合物可以在转录后对mRNA继续进行修饰,从而进一步提高其m6A修饰水平(图2)。该研究为理解m6A等修饰与APA调控提供了新思路,为解决领域冲突提供了新视角。
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