2020年4月15日，國際學(xué)術(shù)期刊BMC Biology在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所-馬普學(xué)會計(jì)算生物學(xué)伙伴研究所楊力研究組與澳大利亞國立大學(xué)約翰克汀醫(yī)學(xué)研究中心Thomas Preiss研究組的合作研究 — “Multiple links between 5-methylcytosine content of mRNA and translation”。
在該研究中，科研人員首先構(gòu)建了人HeLa細(xì)胞不同多聚核糖體組分的重亞硫酸鹽RNA測序（Bisulfite RNA sequencing，bsRNA-seq）。通過建立的全轉(zhuǎn)錄組m5C分析的生物信息學(xué)體系（bsRNA-seq-m5C, https://github.com/YangLab/bsRNA-seq-m5C），在人類HeLa細(xì)胞系鑒定了約1,000個(gè)高度可信的m5C修飾位點(diǎn)，并在獨(dú)立平行樣本中得到了驗(yàn)證。進(jìn)一步的計(jì)算生物學(xué)分析表明，mRNA上的m5C位點(diǎn)在一級序列上傾向于發(fā)生在C/G-C/G-m5C-G/A-G-G-G基序中，其在二級結(jié)構(gòu)上可局部形成類似tRNA可變環(huán)的結(jié)構(gòu)，并由NSUN2（NOP2/Sun RNA Methyltransferase 2）酶催化介導(dǎo)。同時(shí)，mRNA上的這些m5C位點(diǎn)在5’UTR和翻譯起始位點(diǎn)附近富集，提示其可能參與了mRNA的翻譯調(diào)控。而針對不同多聚核糖體組分mRNA上m5C位點(diǎn)的甲基化修飾水平分析，發(fā)現(xiàn)無論是整體修飾水平或是單個(gè)位點(diǎn)修飾水平都與核糖體的結(jié)合數(shù)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，提示mRNA上的m5C修飾可能會參與mRNA翻譯的抑制調(diào)控。
楊力研究組碩士研究生張鶴娜完成了該研究工作中所有的計(jì)算生物學(xué)分析，并與Thomas Preiss研究組博士后Ulrike Schumann并列為該論文的共同第一作者，楊力研究員參與了該工作中所有計(jì)算生物學(xué)分析工作的指導(dǎo)。楊力研究組長期從事定量組學(xué)及相關(guān)前沿新技術(shù)研究，在核酸修飾研究領(lǐng)域，一方面主要利用計(jì)算和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的系統(tǒng)研究方法，揭示了兩種最為普遍存在的RNA水平修飾–腺苷N6位置上的甲基化（m6A）和腺苷至次黃苷堿基編輯（A-to-I editing）–之間的互作關(guān)系（Xiang et al, Mol Cell 2018），而這項(xiàng)最新的RNA m5C修飾的研究為我們揭示復(fù)雜的RNA表觀修飾在生命活動(dòng)中的重要作用提供了新的研究思路和理論基礎(chǔ)；另一方面利用核酸脫氨酶與CRISPR體系偶聯(lián)創(chuàng)建了一系列基因組單堿基編輯系統(tǒng)，可用于基因組的定點(diǎn)突變和人類遺傳疾病相關(guān)突變的糾正等（Wang et al, Nat Biotechnol 2018; Wang et al, Genome Biol 2019）。
原文鏈接：https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-020-00769-5
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