2018年2月12日,國際知名學術期刊《基因組研究》(Genome Research)在線發表了題為《3ʹ UTR變長是調控細胞衰老新機製》的研究論文,該研究由万博英超狼队网官方网 倪挺課題組與北京大學万博体育分 陶偉課題組合作完成,美國貝勒醫學院、南昌大學、狗万外围充值 藥學院也有參與。該研究發現許多基因的3ʹ 非翻譯區(3ʹ UTR)在多個細胞衰老體係中變長,並且Rras2基因的3ʹ UTR變長可被TRA2B蛋白結合引起蛋白質水平下降,從而導致細胞衰老。這一研究從新的角度揭示了細胞衰老被調控的規律。
細胞衰老是一種重要的抑癌機製,並且也是個體衰老的原因之一,因此理解哪些基因能夠調控細胞衰老具有重要的基礎研究和醫學價值。選擇性多聚腺苷酸化(APA)通常可使得一個基因產生多個不同長度的3ʹ UTR,可改變信使RNA的穩定性、翻譯效率或核質定位來影響基因表達,最終影響表型。之前的研究發現APA介導的3ʹ UTR總體變短在癌細胞中可上調基因表達並和癌細胞表型相關,但APA在細胞衰老中的變化規律及其功能仍不清楚。
本研究利用自主開發的轉錄組3ʹ端測序方法發現幾百個基因在衰老細胞中傾向於使用遠端poly(A)位點,從而使得3ʹ UTR總體變長,並下調基因的穩態表達量。有意思的是,這些3ʹ UTR變長的基因富集在多個細胞衰老相關的通路中。研究者隨後對一個重要候選基因進行了深入的功能和機製研究。這一名為Rras2的基因屬於Ras超家族成員並在多個信號轉導通路中起重要作用。Rras2基因在小鼠、大鼠和人的多個細胞衰老體係中呈現3ʹ UTR變長的趨勢,並且長的3ʹ UTR可引起蛋白質產量的下降。敲低Rras2基因可引起眾多細胞衰老相關表型,而過表達Rras2可部分回複相應細胞表型。深入的機製研究發現剪接因子TRA2B結合在可變3ʹ UTR區域(即長的3ʹ UTR相比短的3ʹ UTR所多出的部分)的AGAA基序上對蛋白質的產量下降起到了重要作用。敲低TRA2B或者突變該基序均可部分回複對蛋白質表達量的影響。過表達TRA2B也可下調RRAS2蛋白質水平並促進細胞衰老相關表型的產生。此外,Rras2基因近端和遠端poly(A)位點附近的poly(A)信號及AGAA基序在多個物種中保守,提示APA介導的基因轉錄後調控在進化上可能具有重要作用。這一工作為細胞衰老調控的研究開辟了新視角。
這項工作以“Research”的形式發表於《基因組研究》。狗万外围充值 為第一單位,狗万外围充值 陳蒙、韓苗、聶宏波和北京大學呂國良為共同第一作者。狗万外围充值 倪挺、魏剛和北京大學陶偉為論文共同通訊作者。該研究獲得國家科技部973計劃、國家自然科學基金委及中組部青年千人計劃的支持。
3ʹ UTR變長調控細胞衰老的工作模型圖
文章鏈接:https://genome.cshlp.org/content/early/2018/02/12/gr.224451.117.abstract