組學前沿——m5C修飾摘要分享

       長期以來，m5C作為DNA中的表觀遺傳修飾被研究。已知m5C在真核生物的mRNA存在，但直到最近，它在mRNA中的分布和功能尚未被明確。采用最初用于DNA中m5C檢測的亞硫酸氫鹽處理方法，tRNA和rRNA中的幾個m5C位點被鑒定出來，隨后報道了mRNA中m5C的高分辨率圖譜。繼酵母中tRNA甲基轉(zhuǎn)移酶4（Trm4）是tRNA 5-胞嘧啶甲基轉(zhuǎn)移酶的報道之后，tRNA天冬氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶1（也稱為Dnmt2）在一些真核生物物種中被報道為tRNA m5C writer，并顯示出對應激誘導的tRNA切割具有保護作用。另一個tRNA甲基轉(zhuǎn)移酶，NOP2/Sun RNA甲基轉(zhuǎn)移酶家族成員2（NSUN2，酵母Trm4同源物），也被報道在mRNA和各種非編碼RNA中甲基化5-胞嘧啶。
最近相關文章摘要
1.tRF-Gln-CTG-026 通過減少全局蛋白質(zhì)合成改善肝損傷

       tsRNA（tRNA衍生的小RNA）作為應激反應的產(chǎn)物，對應激反應和損傷調(diào)控有相當大的影響。然而，tsRNA 是否能減輕肝損傷，目前仍不清楚。在這里，我們利用 NSun2（NOP2/Sun 結構域家族成員2）的缺失作為tsRNA的產(chǎn)生模型，證明了tsRNA 在減輕肝損傷中的作用。從機理上講，NSun2的缺失會減少tRNA的甲基尿苷-U5（m5U）和胞嘧啶-C5（m5C），繼而產(chǎn)生各種 tsRNA，尤其是I類tsRNA（tRF-1s）。通過進一步篩選，我們發(fā)現(xiàn)tRF-Gln-CTG-026（tG026）是最佳的tRF-1，它通過削弱TSR1（前體rRNA處理蛋白TSR1同源物）與pre-40S核糖體之間的聯(lián)系，抑制全局蛋白質(zhì)合成，從而改善肝損傷。這項研究表明，tsRNA 可減少肝損傷和修復過程中的全局蛋白質(zhì)合成，為肝損傷提供了一種潛在的治療策略。

2. 在EGFR突變型非小細胞肺癌中，異常m5C高甲基化通過NSUN2/YBX1/QSOX1軸介導對吉非替尼的固有耐藥性

背景
       RNA 5-甲基胞嘧啶（m5C）修飾在各種腫瘤的發(fā)病機制中起著關鍵作用。然而，RNA m5C修飾在腫瘤耐藥性中的功能和分子機制仍不清楚。
方法
       研究人員測定了非小細胞肺癌（NSCLC）細胞系和患者樣本中RNA m5C甲基化、m5C writer NOP2/Sun RNA甲基轉(zhuǎn)移酶家族成員2（NSUN2）與EGFR-TKI耐藥之間的相關性。通過體外和體內(nèi)功能獲得和功能缺失實驗研究了NSUN2對EGFR-TKI耐藥性的影響。通過RNA測序（RNA-seq）、亞硫酸鹽RNA測序（RNA-BisSeq）和m5C甲基化RNA免疫沉淀-qPCR（MeRIP-qPCR）鑒定了NSUN2參與EGFR-TKI耐藥的靶基因。此外，通過功能拯救和嘌呤霉素摻入實驗研究了NSUN2對靶基因表達的調(diào)控機制。
結果
       RNA m5C高甲基化和NSUN2與EGFR-TKI的固有耐藥性顯著相關。NSUN2過表達導致吉非替尼耐藥和腫瘤復發(fā)，而NSUN2基因干擾導致腫瘤消退，并在體外和體內(nèi)克服了對吉非替尼的固有耐藥性。整合RNA-seq和m5C-BisSeq分析結果發(fā)現(xiàn)，喹呤巰基氧化酶1（QSOX1）是m5C異常修飾的潛在靶點。NSUN2甲基化QSOX1編碼序列區(qū)域，通過m5C reader Y-box結合蛋白1（YBX1）增強QSOX1翻譯。
結論
       我們的研究揭示了在EGFR突變型NSCLC 中異常 RNA m5C 修飾通過 NSUN2-YBX1-QSOX1 軸介導對吉非替尼固有耐藥性的關鍵作用。

3．TET2介導的 mRNA 去甲基化調(diào)節(jié)白血病干細胞的歸巢和自我更新

       TET2在急性髓系白血?。ˋML）中反復發(fā)生突變，其缺乏會促進白血病的發(fā)生（由侵襲性致癌突變驅(qū)動），并增強白血病干細胞（LSC）的自我更新。然而，潛在的細胞/分子機制尚未完全明了。在這里，我們發(fā)現(xiàn)在各種急性髓系白血病模型中（由侵襲性或侵襲性較低的突變介導），TET2的缺乏會通過促進白血病干細胞歸巢到骨髓（BM）微環(huán)境來增加其自我更新/增殖，從而顯著促進白血病的發(fā)生。急性髓系白血病母細胞中TET2的缺乏會增加四跨膜蛋白13（TSPAN13）的表達，從而激活CXCR4/CXCL12信號傳導，導致 LSC向骨髓微環(huán)境的歸巢/遷移增加。從機制上講，TET2的缺乏導致TSPAN13 mRNA中甲基-5-胞嘧啶（m5C）修飾的積累；YBX1特異性識別m5C修飾，并增加TSPAN13 轉(zhuǎn)錄本的穩(wěn)定性和表達?？傊覀兊难芯拷沂玖薚ET2 作為 mRNA m5C 去甲基化酶在白血病發(fā)生、白血病母細胞遷移/歸巢和 LSC自我更新中的重要功能。

4. Nsun2偶聯(lián)RoRγt調(diào)控Th17細胞命運并促進結腸炎的發(fā)生

       輔助性T細胞17（Th17）是 CD4⁺輔助T細胞的一個亞群，參與自身免疫中的炎癥反應。Th17細胞分泌Th17特異性細胞因子，如IL-17A和IL17-F，它們受主轉(zhuǎn)錄因子RoRγt的調(diào)控。然而，Th17細胞功能的表觀遺傳調(diào)控機制仍未完全明了。在這里，我們發(fā)現(xiàn)在小鼠 CD4⁺ T細胞中缺失RNA 5-甲基胞嘧啶（m5C）甲基轉(zhuǎn)移酶Nsun2能特異性地抑制 Th17 細胞分化并減輕 Th17 細胞誘導的結腸炎發(fā)病。從機理上講，RoRγt能將Nsun2招募到其靶標（包括Il17a和Il17f）的染色質(zhì)區(qū)域，導致轉(zhuǎn)錄偶聯(lián)的m5C形成，從而增強mRNA的穩(wěn)定性。我們的研究證明了Th17細胞中m5C介導的細胞內(nèi)在功能，并提示Nsun2是治療自身免疫性疾病的潛在靶點。

5. m5C甲基化lncRNA NR_033928通過穩(wěn)定GLS mRNA促進谷氨酰胺代謝重編程，從而促進胃癌增殖

       異常的5-甲基胞嘧啶（m5C）甲基化已被證實與胃癌的發(fā)生、發(fā)展和預后密切相關。失調(diào)的長非編碼 RNA（lncRNA）參與了癌癥的多種生物學過程。然而，迄今為止，m5C甲基化的lncRNA在胃癌（GC）中很少被研究。在這里，我們發(fā)現(xiàn)RNA 5-甲基胞嘧啶（m5C）甲基轉(zhuǎn)移酶NSUN2在胃癌中上調(diào)，而NSUN2的高表達與預后不良有關。NR_033928被鑒定為GC中NSUN2甲基化和上調(diào)的lncRNA。在功能上，NR_033928通過與IGF2BP3/HUR復合物相互作用促進GLS mRNA的穩(wěn)定性，從而上調(diào)谷氨酰胺酶（GLS）的表達。谷氨酰胺代謝產(chǎn)物α-KG的增加通過增強啟動子5-羥甲基胞嘧啶（hm5C）的去甲基化而上調(diào)NR_033928的表達?？傊?，我們的研究結果表明，NSUN2甲基化的NR_033928促進了GC的進展，可能是GC潛在的預后和治療靶點。