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m6A RNA 调节图

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通路描述:

真核 mRNA中存在几个转录后修饰。N6-甲基腺苷 (m6A) 是哺乳动物 RNA 转录组中最常见的修饰,在 mRNA 中以及某些非编码 RNA 中很普遍。它最常见于停止密码子和 3mRNA非翻译区域,但也发现在表达共有序列 RRACH 的 mRNA 外显子内,其中 R = purine,A = m6A,以及 H = A、C 或 U。m6A 修饰调节 mRNA 代谢的不同阶段,包括折叠、成熟、输出、翻译和衰减。这反过来又推动了许多生物过程,包括昼夜节律、T 细胞分化、胚胎干细胞更新和分化、上皮 - 间质转化、脂肪生成和皮质神经发生。

向 mRNA 中添加 m6A 是可逆的修饰,由 writer 和 eraser 催化的循环酶反应进行调控。Writer (即甲基转移酶)用于安装修饰,而 eraser (即去甲基酶)用于删除修饰。Writer 的示例包括复合物、METTL3/METTL14 以及 METTL16。脱甲酶示例,包括脂肪质量和肥胖相关 (FTO) 蛋白、肥胖易感因子(即 RNA N6-甲基腺嘌呤脱甲酶)和 AlkB 同源物5 (ALKBH5)。METTL3/METTL14 是由多个亚单位组成的核甲基转移酶复合体,包括 METTL3、METTL14 和 Wilms 肿瘤 1-关联蛋白 (WTAP)。METTL3 是该复合物内的甲基转移酶。METTL14 作为适配器,结合基底并促进甲基转移酶活性。WTAP 将复合物引导到胞核中的 mRNA 靶标并支持催化活性。

Reader 通过选择性结合 m6A 而对 mRNA 代谢发挥调节作用的蛋白。m6A 结合蛋白有几种家族。一种此类家族是含 Yth 结构域的蛋白,可分为三大类:YTHDC1、YTHDC2 和 YTHF 蛋白。YTHDC1 蛋白在细胞核中发现,指导 mRNA 剪接,而 YTHDC2 和 YTHDF 蛋白主要是细胞质,介导 m6A 修饰的 mRNA 的转化效率和衰变。三个对照物(DF1、DF2 和 DF3)包括 YTHDF 蛋白。eIF3 蛋白家族在 40S 亚基上组装并通过直接结合 mRNA 的 5’ UTR 内的 m6A 或通过涉及 YTHDF1 的尚未确定的机制来促进不依赖帽子的翻译。

其他 reader 包括 HNRNPA2B1、HNRNPC、HNRNPG 以及胰岛素样生长因子-2 Mrna 结合蛋白 1、2 和 3 (IGF2BP1/2/3),均在细胞核中发现。对于这些 RNA 结合蛋白,m6A 修饰导致 mRNA 中的结构转换,这允许 HNRNPC 和 HNRNPG 的结合;或 IGF2 结合蛋白与 m6A 相邻位点分别介导 mRNA 稳定性和输出。此外,HNRNPA2B1 还通过开关机制结合,以通过直接结合 m6A 或通过结合附近的非甲基化共有序列来调节初级 miRNA 成熟。

一些研究表明,m6A 修饰模式的变化与肿瘤发生有关,从而导致许多癌症,包括乳腺癌、肺癌、急性髓性白血病、胶质母细胞瘤等。例如,据报告,在乳腺癌干细胞中,ZNF217 与 METTL3 相互作用。反过来,这可能会抑制两种基因转录物 KLF4 和 NANOG 的 m6A,从而增加其表达并促进肿瘤进展。此外,在肺细胞中,SUMO1 催化 METTL3 的翻译后修饰,从而减少 m6A 修饰并促进非小细胞肺癌的发展。而且,在造血干细胞中报告了 FTO 水平升高,从而下调涉及造血细胞转化(ASB 和 RARA)的 mRNA 转录物的 m6A。这些只是 m6A 修饰失调如何影响肿瘤发生的许多例子中的一部分。对该通路的进一步研究可能为新颖有效的肿瘤治疗铺平道路。

主要文献:

我们要感谢康奈尔大学威尔医学院药理学系 Samie R. Jaffrey 博士对该通路的审核。

创建于 2019 年 9 月

乙酰化酶
代谢酶
接头蛋白
甲基转移酶或 G 蛋白
凋亡/自噬调节分子
磷酸酶
细胞周期调节分子
蛋白复合体
脱乙酰酶或细胞骨架蛋白
受体
生长因子/细胞因子/发育蛋白
转录因子或翻译因子
GTP 酶/GAP/GEF
泛素/SUMO 连接酶或去泛素化酶
激酶
其他
 
直接刺激修饰
直接刺激修饰
转录性刺激修饰
转录刺激
直接抑制修饰
直接抑制修饰
转录抑制
转录抑制
多级刺激修饰
多级刺激修饰
亚基结合
亚基结合
多级抑制修饰
多级抑制修饰
转位
转位
暂时性刺激修饰
暂时性刺激修饰
亚基或裂解活化产物的分离
亚基或裂解活化产物的分离
暂时性抑制修饰
暂时性抑制修饰
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