Nature：组蛋白甲基化H3K36me3介导转录新生RNA的m6A修饰
《Nature》：组蛋白H3K36me3介导转录新生RNA的m6A修饰
关键词：组蛋白，甲基化，m6A
号外：表观遗传界的大牛，芝加哥大学何川教授，于2019年3月13日在国际顶尖杂志《Nature》上，发表了最新的RNA m6A甲基化研究文章：
《Histone H3 trimethylation at lysine 36 guides m6A RNA modification co-transcriptionally》
Nature (2019)
（本文末尾提供文章下载链接）
该文章首次揭示了组蛋白H3的36位赖氨酸位点的三甲基化修饰（H3K36me3）修饰能够被RNA甲基化转移酶METTL14识别，同时与RNA聚合酶II结合，介导甲基转移酶复合体（MTC, methyltransferase complex）在转录延伸过程中对新生RNA的m6A甲基化修饰。
《组蛋白H3K36me3调控RNA m6A 修饰的机制图》
何川教授首次将组蛋白修饰与RNA 修饰进行关联，为表观遗传学研究开辟了新的研究方向。RNA 的m6A 修饰是一个非常有潜力，同样也是如火如荼的研究领域。作为表观遗传学的专业解决方案供应商，艾美捷科技 能为您提供如下有价值的研究工具：
【1】 m6A RNA 抗体，定量分析等：
P-9005精彩文章：
Slobodin, Boris et al. “Transcription Impacts the Efficiency of mRNA Translation via Co-transcriptional N6-adenosine Methylation.” Cell (2017).
（m6A RNA 定量）
【2】组蛋白H3K36me3修饰抗体，定量分析等：
A-4042精彩文章：
Schroeder, Elizabeth A. et al. “Epigenetic silencing mediates mitochondria stress-induced longevity.”Cell metabolism17 6 (2013): 954-64 .
（H3K36me3 - ChIP）
【3】RNA甲基化修饰相关酶抗体：
H00056339-B01P精彩文章：
Zhou, Jun et al. “Dynamic m6A mRNA methylation directs translational control of heat shock response.”Nature 526 (2015): 591-594.
（METTL3 - WB）
《原文下载》：http://sci-hub.tw/ （搜索：https://www.wendangku.net/doc/5d13235095.html,/10.1038/s41586-019-1016-7）
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转录与后加工
第十四章转录后加工和调节 ********真核生物mRNA前体加工 转录起始于第1个外显子(exon)的第一个核苷酸，转录开始不久转录产物的5′端就被加上7-甲基鸟苷酸帽子(Cap)。转录终止于最后1个外显子3′端下游大约0.5～2.OKb范围内多个可能位点中的1个。核酸内切酶在polyA位点切除多余序列，并在polyA聚合酶的作用下加上长100～250个A。接着，通过RNA剪接(splicing)将内含子(intron)切除，并将外显子连接起来。最后，将成熟的mRNA分子输送到细胞质中。以上过程称为mRNA前体加工(pre-mRNA processing)。 当RNA聚合酶Ⅱ的转录产物刚合成大约30个核苷酸时，其5′端就加上了1个甲基化鸟苷酸(m7G)，甲基供体是S—腺苷蛋氨酸。 mRNA 5′端帽子结构的主要功能有；①在蛋白质合成起始中的重要作用类似于原核生物 mRNA的SD 序列，供核糖体小亚基(40S)识别与结合。②保护合成中的转录产物免受核酸外切酶的降解。③在成熟的 mRNA以外，动物所有的mRNA 3′端都有polyA尾。这些A是初始转录产物经过核酸内切 mRNA的polyA尾上游10—35个核苷酸处都含有序列AAUAAA，在切割位点下游大约50个核苷酸以内还存在第二个加尾信号，其序列特征是富含G／U或U。 PolyA位点切割后，多聚腺苷酸化分为两个阶段进行。前12个左右的A的多聚腺苷酸化的速度比较慢，而后面则很快，迅速加到200～250个A。后者需要结合若干含有RNP motif的polyA结合蛋白Ⅱ(PABⅡ)。 ------外显子—内含子交界处存在短共有序列 ,其中，出现机率为100％的只有pre-mRNA内含子5′端的GU和3′端的AG，这就是所谓剪接的GU—AG规则。 ------ 六种富含U的snRNA大量存在于哺乳动物细胞核中，命名为U1～U6，它们参与RNA剪接。这些snRNA和6～10种蛋白因子相结合，形成核内RNP小颗粒 (snRNP)。 --------反式剪接(trans—splicing) 产生于两个不同的RNA分子之间发生的剪接作用，这个过程叫作反式剪接。 高等真核生物的转录单位分为简单和复合两种类型。简单转录单位只有1个polyA位点，其RNA剪 接方式也只有1种，只能产生mRNA 分子，这意味着1 复合转录单位的转录后加工，是高等真核生物基因转录后调节的1种重要途径。 (二)选择性剪接 高等真核生物复合转录单位的。剪接过程中发生了外显子跳跃(exon skip)，使得某些外显子在成熟的mRNA分子中不复存在, 除了外显子跳跃以外，有的选择性剪接通过包含或排除终止密码子来控制功能蛋白的表达。 ---------有的复合转录单位含有多个polyA位点，通过选择性调节初始转录产物3′端的切割位点，以改变表达产物C端的氨基酸顺序，产生长短不同的多肽链，这一过程叫作polyA位点选择(polyAsitechoice)，或选择性多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation)。 ，核仁小RNA(snoRNA，即small nucleolar RNA)可能催化pre—rRNA的切割加工，snoRNA和蛋白因子结合形成snoRNP，再与pre—rRNA结合。 snoRNA的还可能在线粒体DNA复制时参与合成RNA引物，它的功能有助于协调细胞生长(或分裂)与线粒体复制的关系。 真核基因内含子主要分为四种类型：①核内含子②I类内含子(Group I)。⑧Ⅱ类内含子(Group Ⅱ)。④tRNA基因内含子。 I类内含子具有两个共同特点；①自我剪接能力(self-splicing)。②特殊的二级结构，包括9个茎环。 rRNA前体分子中，但这种内含子不如I类内含子普遍。
最新RNA转录与转录后加工
R N A转录与转录后加 工
第7章 RNA转录与转录后加工 1 本章主要内容 1)转录的基本概念 2)大肠杆菌RNA聚合酶及其转录 3)真核生物的RNA聚合酶及其转录 4)RNA的转录后加工和反转录 2 教学目的和要求 通过本章学习，掌握转录的基本概念，原核转录的主要参与者（RNA聚合酶和启动子）以及原核转录的过程（起始、延伸和终止）。 1)掌握真核转录的三种主要RNA聚合酶、所转录的基因类型和参与转录过程各种 因子等。 2)了解不同前体RNA的加工机制。 3)了解反转录的特点 3 重点难点 1) 转录 2) 大肠杆菌RNA聚合酶、原核转录的过程 3) 真核生物的RNA聚合酶、真核转录过程、转录因子 4) RNA的转录后加工、反转录 4 教学方法与手段 讲授与交流互动相结合，采用多媒体教学。 5 授课内容 1) RNA转录概述 2)细菌基因的转录 3)真核生物的转录 4) RNA的转录后加工 5) RNA的反转录 第一节 RNA转录概述
一、信使的发现 ?1955年Brachet用洋葱根尖和变形虫进行实验： –若加入RNA酶，则蛋白质合成就停止； –若再加入来自酵母的RNA，又可合成蛋白质。 这表明什么？ ?同年Goldstein和Plaut用同位素标记变形虫RNA前体—— ?发现标记的RNA在核内。 ?标记追踪实验：经过一段时间又发现被标记的RNA在细胞质中， ?这表明什么？ ?1956年E. Volkin和 L.Astrachan： ?用同位素脉冲一追踪标记 ?表明T2噬菌体新合成的RNA的碱基比和自身的DNA碱基比相似，而和细菌的碱基比不同。T2感染细菌时注入的是DNA，而在细胞里合成的是RNA。 ?这表明什么？ ?最令人信服的证据是Hall.B.D和Spiegeman,S的DNA-RNA的杂交实验： ?将T2噬菌体感染E.coli后产生的RNA分离出来，分别与T2和E.coli的DNA进行分子杂交。 ?结果这种RNA只能和T2的DNA形“杂种”链，而不能和E.coli的DNA进行杂交。 Jacob和Monod预言: （1）这种“ 信使”应是一个多核苷酸； （2）其分子平均不小于5 105bp,足以携带一个基因的遗传信息； （3）它们至少是暂时连在核糖体上； （4）其碱基组成反映了DNA的序列； （5）它们能高速更新。 Jacob和Monod将它定名为: 信使RNA (Messenger RNA) 或mRNA。 二、几个基本概念 ?转录(transcription):是指以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA聚和酶催化下，以4
RNA转录后地加工与修饰
第二节RNA转录后的加工与修饰 不论原核或真核生物的rRNAs都是以更为复杂的初级转录本形式被合成的，然后再加工成为成熟的RNA 分子。然而绝大多数原核生物转录和翻译是同时进行的，随着mRNA开始的DNA上合成，核蛋白体即附着在mRNA上并以其为模板进行蛋白质的合成，因此原核细胞的mRNA并无特殊的转录后加工过程，相反，真核生物转录和翻译在时间和空间上是分天的，刚转录出来的mRNA是分子很大的前体，即核不均一RNA。hnRNA 分子约只有10%的部分转变成成熟的mRNA，其余部分将在转录后的加工过程中被降解掉。 （一）mRNA的加工修饰 原核生物中转录生成的mRNA为多顺反子，即几个结构基因，利用共同的启动子和共同终止信号经转录生成一条mRNA，所以此mRNA分子编码几种不同的蛋白质。例如乳糖操纵子上的Z、Y及A基因，转录生成的mRNA可翻译生成三种酶，即半乳糖苷酶，透过酶和乙酰基转移酶。原核生物中没有核模，所以转录与翻译是连续进行的，往往转录还未完成，翻译已经开始了，因此原核生物中转录生成的mRNA没有特殊的转录后加工修饰过程。 真核生物转录生成的mRNA为单顺反子，即一个mRNA分子只为一种蛋白质分子编码。 真核生物mRNA的加工修饰，主要包括对5’端和3’端的修饰以及对中间部分进行剪接。 1．在5’端加帽 成熟的真核生物mRNA，其结构的5’端都有一个m7G-PPNmN结构，该结构被称为甲基鸟苷的帽子。如图17-9所示。鸟苷通过5’-5’焦磷酸键与初级转录物的5’端相连。当鸟苷上第7位碳原子被甲基化形成m7G-PPNmN时，此时形成的帽子被称为“帽0”，如果附m7G-PPNmN外，这个核糖的第“2”号碳上也甲基化，形成m7G-PPNm，称为“帽1”，如果5’末端N1和N2中的两个核糖均甲基化，成为m7G-PPNmPNm2，称为“帽2”。从真核生物帽子结构形成的复杂可以看出，生物进化程度越高，其帽子结构越复杂。 图17-9 Post-transcriptional modification of mRNa showing the 7-methylguanosine cap and poly-A tail.
RNA转录与转录后加工
第7章 RNA转录与转录后加工 1 本章主要内容 1)转录的基本概念 2)大肠杆菌RNA聚合酶及其转录 3)真核生物的RNA聚合酶及其转录 4)RNA的转录后加工和反转录 2 教学目的和要求 通过本章学习，掌握转录的基本概念，原核转录的主要参与者（RNA聚合酶和启动子）以及原核转录的过程（起始、延伸和终止）。 1)掌握真核转录的三种主要RNA聚合酶、所转录的基因类型和参与转录过程各种因 子等。 2)了解不同前体RNA的加工机制。 3)了解反转录的特点 3 重点难点 1) 转录 2) 大肠杆菌RNA聚合酶、原核转录的过程 3) 真核生物的RNA聚合酶、真核转录过程、转录因子 4) RNA的转录后加工、反转录 4 教学方法与手段 讲授与交流互动相结合，采用多媒体教学。 5 授课内容 1) RNA转录概述 2) 细菌基因的转录 3) 真核生物的转录 4) RNA的转录后加工 5) RNA的反转录 第一节 RNA转录概述
一、信使的发现 ?1955年Brachet用洋葱根尖和变形虫进行实验： –若加入RNA酶，则蛋白质合成就停止； –若再加入来自酵母的RNA，又可合成蛋白质。 这表明什么？ ?同年Goldstein和Plaut用同位素标记变形虫RNA前体—— ?发现标记的RNA在核内。 ?标记追踪实验：经过一段时间又发现被标记的RNA在细胞质中， ?这表明什么？ ?1956年E. Volkin和 L.Astrachan： ?用同位素脉冲一追踪标记 ?表明T2噬菌体新合成的RNA的碱基比和自身的DNA碱基比相似，而和细菌的碱基比不同。T2感染细菌时注入的是DNA，而在细胞里合成的是RNA。 ?这表明什么？ ?最令人信服的证据是Hall.B.D和Spiegeman,S的DNA-RNA的杂交实验： ?将T2噬菌体感染E.coli后产生的RNA分离出来，分别与T2和E.coli的DNA进行分子杂交。 ?结果这种RNA只能和T2的DNA形“杂种”链，而不能和E.coli的DNA进行杂交。Jacob和Monod预言: （1）这种“ 信使”应是一个多核苷酸； （2）其分子平均不小于5105bp,足以携带一个基因的遗传信息； （3）它们至少是暂时连在核糖体上； （4）其碱基组成反映了DNA的序列； （5）它们能高速更新。 Jacob和Monod将它定名为: 信使RNA (Messenger RNA) 或mRNA。 二、几个基本概念 ?转录(transcription):是指以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA聚和酶催化下，以4种