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IF=46.297 Polysome profiling技术助力揭示circRNA编码蛋白的重要机制
作者:管理员    发布于:2022-11-02 11:00:44    文字:【大】【中】【小】

内部核糖体进入位点(IRES),能够使蛋白质翻译起始不依赖于5‘帽结构,从而使直接从信使RNA(mRNA)中间起始翻译。这种IRES驱动的蛋白翻译在RNA病毒中很常见。

在前期研究中,发现含有IRES的circRNA也能够在真核细胞内编码蛋白。

2017年,中科院-马普计算生物学研究所王泽峰研究员在Cell Research在线发表研究论文,论文发现环状RNA中富含m6A甲基化修饰,而且这些碱基修饰可以像IRES一样驱动环状RNA翻译。该研究进一步拓展了circRNA的功能,对蛋白质的来源的多样性有新的认识,具有十分重要的理论意义。

 

(1)含有m 6 A基序的circRNA可在细胞内翻译

通过蛋白质印迹发现不含IRES的circRNA也能有效地启动了 GFP 翻译,这预示着还有其他机制调控circRNA的翻译。

 

通过序列分析发现,不含IRES的circRNA在起始密码子附近存在RRACH motif,提示m6A修饰可能驱动着circRNA的翻译。作者也进一步验证了m6A motifs突变会导致翻译效率显著下降。

 

(2)找出含有m6A修饰的具有翻译潜力的circRNA

作者采用m6A测序全谱筛选m6A修饰的circRNA,再结合生信分析筛选出含有长ORF(≥150 nt)具有翻译潜力的circRNAs,找出了25个circRNA可能具备翻译潜力。如何证明circRNA发生翻译?关键看circRNA是否能和核糖体结合。作者采用翻译组技术Polysome profiling发掘核糖体结合的circRNA,从选定的25个circRNA中,10个确实与多聚体相关。

 

 

另外,作者通过polysome profiling实验鉴定了在人类转录组中进行主动翻译的 circRNA。首先使用蔗糖梯度离心来纯化多核糖体相关的RNA,随后用RNase R处理纯化的样品并对其进行高通量测序。最后鉴定出250个与多核糖体相关的circRNA,说明具有编码潜力的circRNA在人类转录组中是很常见的。

 

(3)富含m6A基序circRNA的翻译机制

circRNA可通过METTL3/METTL14复合物(甲基化转移酶)发生m6A修饰,并通过FTO(去甲基化酶)去除m6A修饰。带有m6A修饰的circRNA接着通过募集YTHDF3蛋白(甲基化阅读蛋白)来招募eIF4G2蛋白和其他翻译起始因子,从而启动蛋白翻译。

 

 

参考文献

Yang Y, Fan X, Mao M, Song X, Wu P, Zhang Y, Jin Y, Yang Y, Chen LL, Wang Y, Wong CC, Xiao X, Wang Z. Extensive translation of circular RNAs driven by N6-methyladenosine. Cell Res. 2017 May;27(5):626-641. doi: 10.1038/cr.2017.31. Epub 2017 Mar 10. PMID: 28281539; PMCID: PMC5520850.

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