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我校容益康教授团队对非编码RNA修饰的功能提出了重新定义
2020-11-02 08:12 文/图 程琳 陈涛    (点击: )

10月21日,我校衡阳医学院容益康教授课题组在遗传学及发育生物学领域国际一流学术期刊PloS Genetics 杂志在线发表了题为“Loss of the RNA trimethylguanosine cap is compatible with nuclear accumulation of spliceosomal snRNAs but not pre-mRNA splicing or snRNA processing during animal development”的研究论文,揭示了TMG修饰在多细胞生物发育中对pre-mRNA剪接和snRNA入核及加工过程中的调控作用。


RNA修饰是当今生命科学研究最为活跃的领域之一,生物体内的RNA分子存在多种碱基修饰,这些修饰对RNA分子行使功能有着重要的作用,其中5’端超甲基化的TMG修饰是最早被发现的修饰之一。在许多被RNA聚合酶II转录的RNA中,尤其是非编码RNA,例如剪接体的重要组成成分snRNA,5’端的m7G甲基帽子会被超甲基化,形成具有三个甲基的N2, N2, 7-三甲基鸟苷TMG)帽子,广泛存在于真核生物中。三甲基鸟苷合成酶(Tgs1)在许多生物体中已经被证实是合成TMG帽子的唯一甲基酶,在进化上从酵母到人类都很保守。由于体外实验的局限性,TMG修饰对剪接体RNA的调控机制还存在很多不清楚的地方,并且在大多数多细胞模式生物中都无法直接从体内对TMG修饰进行研究,因此,TMG修饰已经被发现了五十多年,但是其在多细胞生物中的功能并不明确。

  本研究利用缺失TMG修饰的果蝇突变体,探究多细胞生物中TMG修饰对pre-mRNA剪接过程的影响,发现在pre-mRNA的剪接过程中,小内含子和剪接位点弱的内含子更倾向于依赖TMG修饰的调控。通过体内实验观察突变体中snRNA在细胞内的分布,发现TMG修饰并不参与剪接体snRNA的入核过程,这与传统的TMG修饰作为snRNA入核信号的模型不一致。本研究通过对TMG修饰在生物体中的重要功能进行了阐明,对传统模型中TMG修饰的作用进行了重新定义,对TMG修饰在RNA分子中的重要功能、snRNA入核现象、snRNA3’加工过程以及pre-mRNA剪接作用的研究有着非常重要的意义。


tgs1hypo突变体精巢中减数分裂关键基因存在内含子滞留现象


  我校容益康教授为该论文的通讯作者,团队成员程琳博士为独立第一作者,武汉大学的徐永镇教授和中科院植物生理所的张宇博士为本研究开展提供了的生物信息技术支持。该研究受到了美国国家癌症研究所项目、国家重点研发项目和国家自然基金委项目的支持。

论文链接:

https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1009098




 

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