表觀遺傳團(tuán)隊(duì)報(bào)道m(xù)6A修飾增強(qiáng)YTHDF蛋白相分離
作為哺乳動(dòng)物中mRNA上含量最多的修飾之一，N6-methyladenosine (m6A)修飾已被研究證明在RNA出核、mRNA剪接、miRNA加工、mRNA的降解和翻譯等多種生物學(xué)過程中發(fā)揮重要作用。不同的m6A閱讀蛋白在這些過程中發(fā)揮了核心作用，其中，YTHDF2是很特別的m6A閱讀器家族（YTHDF1/2/3）中的一員，這個(gè)蛋白的C端含有一個(gè)m6A識(shí)別結(jié)構(gòu)域（YTH domain），N端含有低復(fù)雜度結(jié)構(gòu)域（LC），具有發(fā)生相分離的潛力，而這個(gè)蛋白通過相分離行使功能的調(diào)控機(jī)制仍有待研究。
近日，我院沈宏杰團(tuán)隊(duì)聯(lián)合哈佛醫(yī)學(xué)院施揚(yáng)教授、同濟(jì)大學(xué)馬紅輝研究員等在Protein & Cell上在線發(fā)表了題為：“Binding to m6A RNA promotes YTHDF2- mediated phase separation”的letter文章。該文章從“液-液”相分離的角度解釋了與m6A修飾的結(jié)合對m6A閱讀蛋白YTHDF2相分離特性的重要性。
研究人員首先通過預(yù)測發(fā)現(xiàn)YTHDF2的蛋白序列存在一段LC序列，并通過體外實(shí)驗(yàn)證明LC蛋白能夠形成相分離。在mES和U2OS細(xì)胞中分別過表達(dá)鼠源和人源的EGFP-YTHDF2能夠看到droplets，F(xiàn)RAP實(shí)驗(yàn)表明這些droplets具有流動(dòng)性，符合相分離特性。研究人員進(jìn)一步檢測RNA上m6A修飾的個(gè)數(shù)是否會(huì)在體外調(diào)節(jié)YTHDF2蛋白的相分離過程。與LC+YTH蛋白體外孵育的結(jié)果表明，帶有更多（10個(gè)）m6A修飾的50nt長度的RNA能夠顯著促進(jìn)蛋白的相分離現(xiàn)象，而只帶有1個(gè)或5個(gè)m6A修飾的RNA則沒有類似作用。
除此之外，研究人員推測，識(shí)別帶有m6A修飾的RNA可能是YTHDF2 蛋白的內(nèi)在無序區(qū)發(fā)生相變的必要條件。mES體內(nèi)過表達(dá)實(shí)驗(yàn)表明，只有野生型細(xì)胞過表達(dá)正常YTHDF2蛋白能形成droplets，而過表達(dá)YTH識(shí)別m6A位點(diǎn)（W432A/W486A）的蛋白無法形成droplets。同時(shí)，在Mettl14或Mettl3-knockout的mES細(xì)胞中過表達(dá)正常YTHDF2蛋白也無法形成droplets。另一方面，體外實(shí)驗(yàn)表明W432A/W486A突變的蛋白與帶有10個(gè)m6A修飾的RNA反應(yīng)并不會(huì)促進(jìn)蛋白的相分離現(xiàn)象。研究人員發(fā)現(xiàn)，YTHDF2的LC蛋白序列含有大量富集的親水性氨基酸Glutamine，體外實(shí)驗(yàn)表明，LC序列內(nèi)的Glutamine全部突變成疏水性氨基酸Alanine的蛋白幾乎不能形成相分離，說明了親水性氨基酸對LC蛋白的重要性。值得一提的是，YTHDF1和YTHDF3蛋白的LC蛋白在體外也能形成相分離。
基于以上的結(jié)果，作者發(fā)現(xiàn)了YTHDF2蛋白識(shí)別RNA的m6A修飾，對于YTHDF2自身的相分離現(xiàn)象的重要性。這一結(jié)果與今年7月份Samie R. Jaffrey課題組在Nature上發(fā)表的文章m6A enhances the phase separation potential of mRNA、莊小威實(shí)驗(yàn)室在bioRxiv上online的文章m6A-bindingYTHDF proteins promote stress granule formation by modulating phase separationof stress granule proteins和李丕龍課題組8月份在Cell Research發(fā)表的letter文章Multivalent m6A motifs promotephase separation of YTHDF proteins都具有一致性，闡述了類似的問題，但更著重于YTHDF2與RNA的binding過程。
據(jù)悉，我院沈宏杰青年研究員、哈佛醫(yī)學(xué)院施揚(yáng)教授和同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院馬紅輝研究員為文章并列通訊作者，我院2017級直博生王嘉華為文章的第一作者，2018級直博生王立勇為文章的共同第一作者。
原文鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs13238-019-00660-2
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