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個高度可信的m5C修飾位點，并在獨立平行樣本中得到了驗證。進一步的計算生物學(xué)分析表明，mRNA上的m5C位點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，mRNA上的這些m5C位點在5’UTR和翻譯起始位點附近富集，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位點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，一方面主要利用計算和實驗相結(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）。
（論文網(wǎng)址：https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-020-00769-5）
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