3月4日，《自然》雜志發(fā)表了中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院研究員陳捷凱課題組最新研究成果。他們發(fā)現(xiàn)哺乳動(dòng)物中RNA調(diào)控異染色質(zhì)形成的新機(jī)制。

中國科學(xué)院北京基因組研究所、國家生物信息中心研究員楊運(yùn)桂指出，該成果揭示了調(diào)控染色質(zhì)的新功能，對(duì)理解RNA上腺苷6號(hào)位的甲基化（m⁶A）的生理功能、染色質(zhì)調(diào)控、干細(xì)胞干性調(diào)控有新的啟發(fā)。

研究人員表示，該研究發(fā)現(xiàn)帶有一種化學(xué)修飾的RNA，能夠“監(jiān)視”并關(guān)閉“外來序列”的DNA，從而提出RNA調(diào)控遺傳信息的新通路，同時(shí)證明這一通路在干細(xì)胞維持中的重要功能，為分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、再生醫(yī)學(xué)等諸多研究提供基礎(chǔ)理論支撐。

染色質(zhì)是遺傳信息的載體，可以分為轉(zhuǎn)錄活躍的常染色質(zhì)和轉(zhuǎn)錄不活躍的異染色質(zhì)，以此實(shí)現(xiàn)遺傳信息的開關(guān)，但這一“開關(guān)”如何特異調(diào)節(jié)的機(jī)制尚不明確。

研究人員發(fā)現(xiàn)，異染色質(zhì)的形成是受具有m⁶A修飾的RNA調(diào)控的，這些RNA上的m⁶A修飾通過特異性識(shí)別蛋白YTHDC1，可以將表觀遺傳因子SETDB1招募到染色質(zhì)并催化組蛋白H3K9me3修飾與異染色質(zhì)化。這一機(jī)制調(diào)控了基因組中大量轉(zhuǎn)座子來源的“外來序列”（被稱為“轉(zhuǎn)座元件”），干擾這一機(jī)制除了使“外來序列”不正常地活化外，還會(huì)影響胚胎干細(xì)胞細(xì)胞命運(yùn)狀態(tài)和增殖能力。

研究人員解釋，DNA、RNA、蛋白質(zhì)等生物大分子，都能被精密的生化反應(yīng)加上一些特定的修飾，這些修飾就像文件標(biāo)簽一樣，讓細(xì)胞能夠更高效地識(shí)別和處理這些“文件”。RNA上腺苷6號(hào)位的甲基化稱為m⁶A，它的存在就像給RNA加了一個(gè)門把手，特異識(shí)別這個(gè)標(biāo)簽的蛋白YTHDC1，就像一把手來把門關(guān)上，并把H3K9me3這樣一把鎖，鎖在這些RNA所結(jié)合的DNA和染色質(zhì)上。

此外，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)該機(jī)制調(diào)控了胚胎干細(xì)胞的干性。陳捷凱解釋，RNA修飾調(diào)控異染色質(zhì)的這一機(jī)制如果受到干預(yù)，胚胎干細(xì)胞中本應(yīng)沉默的諸多“外來序列“就會(huì)失去控制開始表達(dá)，其中一個(gè)副作用就是破壞了胚胎干細(xì)胞的多能性，使細(xì)胞往發(fā)育更早期的細(xì)胞命運(yùn)狀態(tài)轉(zhuǎn)變，因此，這一機(jī)制對(duì)胚胎干細(xì)胞的細(xì)胞命運(yùn)維持起到關(guān)鍵作用。（來源：中國科學(xué)報(bào) 朱漢斌 黃博純）

相關(guān)論文信息：https:///10.1038/s41586-021-03313-9