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这一发现展示了细胞如何在紧张的情况下保护自己

本站发布时间:2024-02-29 16:36:20

一个国际研究小组最近的一项研究揭示了一个令人兴奋的发现,即我们的细胞如何在紧张的情况下保护自己。这项发表在《EMBO报告》上的研究表明,遗传物质中一种名为ac4C的微小修饰起到了关键的防御作用,帮助细胞产生被称为应激颗粒的保护性储存单元。当细胞面临挑战时,这些应激颗粒保护重要的遗传指令。这一新发现可能有助于阐明疾病靶向的相关分子途径

应激颗粒是由与蛋白质聚集的非翻译信使核糖核酸形成的应激反应的组成部分。虽然人们对应激颗粒有很多了解,但驱动其mRNA定位的因素尚未完全描述。信使核糖核酸的修饰可以改变核碱基的性质,并影响单个转录物的翻译、剪接和定位等过程

研究人员表明,mRNA上的RNA修饰N4-乙酰胞苷(ac4C)与应激颗粒中富集的转录物相关,并且具有ac4C的应激颗粒定位转录物受到特异性翻译调控。他们还表明,信使核糖核酸上的ac4C可以介导蛋白质向应激颗粒的定位

他们的结果表明,mRNA的乙酰化调节应激敏感转录物和RNA结合蛋白在应激颗粒上的定位,并增加了我们对应激颗粒形成的分子机制的理解

应激颗粒是信使核糖核酸-蛋白质复合物的无膜组装体,由滞留在翻译起始阶段的信使核糖核酸产生。RNA-蛋白质复合物对其形成很重要,促进应激颗粒形成的机制包括传统的RNA-蛋白质相互作用和包含蛋白质内在无序区域的相互作用

应力颗粒已被广泛研究,当翻译起始受到限制时,它们就会形成,并且已经提出了应力颗粒在细胞内的各种作用。虽然应激颗粒的组装和拆卸可以通过各种翻译后修饰来调节,但RNA修饰对其形成、扩散和功能的影响在很大程度上仍不清楚

RNA修饰N4-乙酰胞苷(ac4C)最近被证明沉积在mRNA上并调节翻译效率。ac4C在生命的所有王国中都是保守的,并且是由几种不同的压力引起的。ac4C在信使核糖核酸上的修饰不如其他核糖核酸修饰丰富,由于难以精确和定量地定位,其在信使核糖核苷酸上的功能和发生率一直存在争议

研究人员在他们的出版物中表明,ac4C在应激颗粒中富集,乙酰化转录物主要定位于应激颗粒以响应氧化应激,提出了一个模型,其中RNA的乙酰化可以影响信使核糖核酸定位于应激粒子,部分是通过影响信使核糖核糖核酸从核糖体的翻译释放,为mRNA乙酰化的功能和后果以及RNA定位于应激颗粒的机制提供了新的见解

这些发现将有助于理解细胞对压力的反应以及RNA修饰在这一过程中发挥的作用。应激和RNA乙酰化都对疾病有影响,他们的发现可能有助于阐明疾病中可能靶向的相关分子途径

该项目由丹麦奥胡斯大学的Ulf A.V.Örom实验室领导,该研究涉及与塔尔图大学、挪威技术大学和柏林马克斯·普朗克分子遗传学研究所的研究人员合作

More information: Pavel Kudrin et al, N4-acetylcytidine (ac4C) promotes mRNA localization to stress granules, EMBO Reports (2024). DOI: 10.1038/s44319-024-00098-6

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