SUMO化促進(jìn)YTHDF2結(jié)合m6A修飾的mRNA對癌癥研究的進(jìn)展與影響

前言
2021年2月12日上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院余健秀課題組再次攜手云序生物MeRIP-seq，RIP-seq等技術(shù)在Nucleic Acids Research上發(fā)表了文章SUMOylation of YTHDF2 promotes mRNA degradation and cancer progression by increasing its binding affinity with m6A-modified mRNAs，針對YTHDF2與m6A修飾展開研究，發(fā)現(xiàn)YTHDF2閱讀蛋白SUMO化會影響其結(jié)合m6A修飾mRNA的能力，促進(jìn)mRNA降解，從而調(diào)控癌細(xì)胞的生長。這是繼2018年余健秀課題組首次通過云序生物MeRIP-seq技術(shù)在Nucleic Acids Research上發(fā)表了文章SUMOylation of the m6A-RNA methyltransferase METTL3 modulates its function，以及2020年通過云序生物MeRIP技術(shù)以及microRNA測序技術(shù)在Oncogene上面發(fā)表了文章Deoxycholic acid modulates the progression of gallbladder cancer through N6-methyladenosine-dependent microRNA maturation之后又一新力作。下面我們一起來看看這篇文章的研究思路和成果。

 

文章導(dǎo)讀
m6A是真核生物中廣泛存在的RNA修飾，至今發(fā)現(xiàn)的其作用包括了調(diào)控RNA的穩(wěn)定性、運(yùn)輸、mRNA翻譯等。m6A修飾水平的調(diào)控離不開甲基化酶（writer）和去甲基化酶（eraser），而閱讀蛋白（reader）則通過結(jié)合受到m6A修飾的RNA對其進(jìn)行調(diào)控。YTH結(jié)構(gòu)域蛋白是被研究較多的m6A識別蛋白，其中YTHDF1和YTHDF3主要功能是增強(qiáng)mRNA翻譯效率，而YTHDF2被發(fā)現(xiàn)有介導(dǎo)RNA降解的功能。本文深入研究了YTHDF2調(diào)控mRNA降解的一種機(jī)制。

 

 

發(fā)表日期：2020.2.12
發(fā)表雜志：Nucleic Acids Research
應(yīng)用技術(shù)：RIP-seq, m6A-MeRIP-seq,mRNA-seq
文章鏈接：SUMOylation of YTHDF2 promotes mRNA degradation and cancer progression by increasing its binding affinity with m6A-modified mRNAs
 

文章內(nèi)容
1. m6A閱讀蛋白YTHDF2上的SUMO化修飾

作者通過多種SUMO化檢驗和WB, 驗證了YTHCF2閱讀蛋白在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生SUMO化修飾。并且這種SUMO化修飾主要發(fā)生在K571上，在缺氧條件下受到促進(jìn)，而在H2O2處理下受到抑制。另外，這種SUMO化不影響YTHDF2的泛素化。

2. SUMO化促進(jìn)YTHDF2結(jié)合帶m6A修飾的mRNA
作者利用構(gòu)建質(zhì)粒轉(zhuǎn)染、RIP后點雜交實驗檢測YTHDF2結(jié)合的m6A修飾的mRNA量，通過對比YTHDF2-WT和空質(zhì)粒發(fā)現(xiàn)YTHDF2能與m6A修飾的mRNA結(jié)合，通過對比YTHDF2-WT和YTHDF2-K571R以及對比HA-YTHDF2-SUMO和HA-YTHDF2等，發(fā)現(xiàn)SUMO化的YTHDF2與m6A修飾的mRNA的結(jié)合力增強(qiáng)。

3. YTHDF2閱讀蛋白SUMO化促進(jìn)癌癥發(fā)展
通過沉默內(nèi)源YTHDF2的表達(dá)再引入外源 YTHDF2-WT和YTHDF2-K571R來調(diào)控 H1299細(xì)胞內(nèi)的SUMO化YTHDF2，進(jìn)行細(xì)胞實驗發(fā)現(xiàn)，YTHDF2的SUMO化對癌細(xì)胞的侵襲能力至關(guān)重要。異種腫瘤移植實驗也證實了YTHDF2的SUMO化促進(jìn)腫瘤生長。

4. YTHDF2閱讀蛋白SUMO化影響基因表達(dá)
為了進(jìn)一步挖掘YTHDF2閱讀蛋白SUMO化是如何影響癌癥發(fā)展的，作者通過RIP-seq檢測與YTHDF2結(jié)合的基因，通過m6A-MeRIP-seq檢測發(fā)生m6A修飾的基因，兩部分結(jié)果聯(lián)合分析發(fā)現(xiàn)，在帶有m6A修飾的基因中，與YTHDF2結(jié)合的基因明顯在突變的YTHDF2-K571 R細(xì)胞中以及在YTHDF2 SUMO化抑制的細(xì)胞中結(jié)合力減弱。細(xì)胞實驗證實YTHDF2的結(jié)合會降低結(jié)合基因的表達(dá)。mRNA-seq顯示YTHDF2的結(jié)合基因在YTHDF2-K571 R細(xì)胞中表達(dá)明顯上升。GO、KEGG和GSEA分析顯示，結(jié)合YTHDF2并且在YTHDF2 SUMO化的細(xì)胞中表達(dá)也下降的基因，功能富集在生長因子活性、鳥苷酸交換因子活性等相關(guān)條目，而分析顯示在YTHDF2 SUMO化的細(xì)胞中表達(dá)上升的基因則在肺癌相關(guān)通路富集。對TCGA數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)分析顯示，在YTHDF2高表達(dá)的患者中，SUMO1高表達(dá)與不良預(yù)后相關(guān)。

總結(jié)
這篇文章利用RIP-seq、m6A-MeRIP-seq和mRNA-seq聯(lián)合分析探究了SUMO化對YTHDF2結(jié)合m6A修飾的mRNA的能力的影響和結(jié)合后對mRNA的調(diào)控，揭示了m6A閱讀蛋白YTHDF2促進(jìn)癌癥發(fā)展的新機(jī)制。

作者介紹
上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院侯國芳博士、趙嫻副研究員為該論文的共同第一作者，余健秀研究員、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院腫瘤科主任姜斌教授為共同通訊作者。
余健秀：現(xiàn)任上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院PI、特聘教授、博士生導(dǎo)師、生物化學(xué)與分子細(xì)胞學(xué)系科研副主任。余健秀研究組一直致力于從事與腫瘤相關(guān)的蛋白質(zhì)修飾（PTMs）和RNA修飾功能機(jī)制的研究。尤其近年來，在蛋白質(zhì)修飾調(diào)控RNA修飾及代謝作用機(jī)制方面取得了一些創(chuàng)新性成果。

 

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