5月7日，我校生命科學學院張銳教授團隊在《自然-結構和分子生物學》（Nature Structural & Molecular Biology）雜志發(fā)表了題為“Genome-wide identification of mRNA 5-methylcytosine in mammals”的研究論文。該成果揭示了m5C修飾在哺乳動物細胞系與組織的mRNA中的精確定位和動態(tài)變化，并表明mRNA上的m5C據(jù)有獨特的序列和結構特征。我校生命科學學院特聘副研究員黃濤、博士生陳婉穎、博士生劉健恒為該論文的并列第一作者，張銳教授為通訊作者。
5-methylcytosine（m5C）修飾廣泛存在于tRNA和rRNA中，然而對于mRNA上是否存在m5C修飾，學界存在很大的爭議。該研究通過分析發(fā)現(xiàn)，目前報導的“m5C”位點往往成簇存在于高GC含量區(qū)域，對針對NSUN2的RNA干擾不敏感，也無法被m5C抗體所富集，極可能是實驗引入的假陽性。根據(jù)這一特征，該研究建立了一套新穎的生物信息學計算流程過濾噪音，得以精確地定位mRNA上的m5C。通過進一步分析，該研究發(fā)現(xiàn)NSUN2依賴的m5C位點傾向于擁有一個3’富G的基序，通常位于在一個小頸環(huán)結構的底部，與其tRNA底物高度一致，揭示了mRNA m5C 序列和結構特征的由來。該研究發(fā)現(xiàn)除了NSUN2，NSUN家族其他成員不調(diào)控mRNA m5C位點，暗示除了NSUN家族成員，可能存在新的甲基轉(zhuǎn)移酶參與了不依賴于NSUN2 的mRNA m5C位點的催化。通過進一步對7個人類組織于10個小鼠組織的轉(zhuǎn)錄組測序分析，分別確認了3212與2498個高置信度位點。結果表明，在不同組織中mRNA m5C位點的數(shù)量與甲基化水平有很大差異。在人和小鼠的睪丸、肝臟、心肌和骨骼肌，mRNA上有數(shù)百個高置信度的m5C位點，而在其他的一些組織則寥寥可數(shù)。另外，這些m5C位點在人和老鼠之間并不保守，說明它們很可能是受到順式調(diào)控（cis-regulation）的。
這項研究開發(fā)的方法為mRNA m5C的研究提供了新的工具；其構建的哺乳動物mRNA m5C 精確圖譜為發(fā)現(xiàn)mRNA上m5C修飾的調(diào)控和功能奠定了堅實的基礎。奧地利因斯布魯克醫(yī)科大學Alexandra Lusser教授在同期撰寫的評述文章“Getting a hold on cytosine methylation in mRNA”中，評價張銳教授課題組開發(fā)的新計算方法增加了m5C檢測的精確度，進一步提供了tRNA甲基化轉(zhuǎn)移酶NSUN2介導mRNA甲基化的令人信服的證據(jù)。
上述研究工作獲得國家重點研發(fā)計劃、廣東省重大科技專項、珠江人才計劃創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊和國家自然科學基金委等資金資助。
