Molecular Cell:Meng 等发现 mRNA 假尿苷(Ψ)阅读器 SMD2 调控可变剪接并关联癌症剪接失调
A splicing twist from Ψ.
Molecular Cell 报道 Meng 等发现 SMD2 是 mRNA 上假尿苷(Ψ)的阅读器蛋白。Ψ 修饰增强 SMD2(剪接体 U1 与 U2 snRNA 周围 SM 蛋白环成员)的结合,改变可变剪接模式;SMD2 过表达与癌症剪接失调相关,提示一条新的表观转录组机制。
假尿嘧啶(Ψ)是真核生物mRNA中含量丰富且动态调控的修饰,但它如何影响剪接一直缺少明确答案。单核苷酸分辨率的Ψ图谱显示,新生pre-mRNA上的Ψ富集于可变剪接区域附近并靠近剪接位点,体外剪接实验证实个别内源Ψ能直接改变剪接效率,PUS1、PUS7、RPUSD4等假尿苷合成酶可引起大范围的可变剪接变化[2]。定量层面,HEK293T细胞中2,209个高置信度Ψ位点的中位修饰水平约为10%[3]。然而,Ψ如何被细胞“读出”,长期因缺少已知的reader蛋白而难以深入[6]。
Meng等人把答案落在了SMD2上。体外与离体细胞实验表明,SMD2优先结合携带Ψ的RNA而非未修饰的尿苷,并与PUS家族酶协作,通过识别外显子–内含子交界附近的Ψ残基调控可变剪接[6]。SMD2并非陌生角色:U1 snRNP的结构研究早已显示,七个Sm蛋白环绕snRNA排成环状[5],而核心snRNP蛋白调控可变剪接网络也有先例,SmB/B'即可影响数百个可变外显子的包含水平[4]。如今的结果表明,这个Sm环的成员SMD2还能直接读取pre-mRNA上的化学修饰,把Ψ增强其结合与剪接改变直接联系起来。
就推进而言,此前关于Ψ与剪接的证据主要是修饰位点的分布特征和合成酶扰动带来的表型[2],读出环节是缺失的一环[6];Meng等人在剪接体核心中找到了执行者,使Ψ调控剪接有了明确的分子通路。临床意涵也随之展开:剪接失调是多数癌症的普遍特征,正确解读这些分子指纹可揭示肿瘤脆弱性与治疗机会[1]。编码SMD2的SNRPD2在多种癌症中过表达,且对肿瘤细胞增殖至关重要,使其成为有前景的治疗靶点[6]。
问题当然没有终结。中位约10%的修饰水平[3]意味着多数位点只修饰了一部分转录本,这种化学计量与SMD2结合、剪接改变之间的定量关系如何建立尚待回答;SMD2作为环绕U1、U2 snRNA的核心组分,其依赖Ψ的识别如何在重塑可变剪接的同时不破坏基本的剪接功能,机制上仍需拆解;而以SMD2为靶点能否选择性打击肿瘤而不伤及正常剪接,将是走向临床必须回答的问题[1]。
- 1.Steering research on mRNA splicing in cancer towards clinical translation · Nat Rev Cancer 2024
- 2.Pseudouridine synthases modify human pre-mRNA co-transcriptionally and affect pre-mRNA processing · Mol Cell 2022
- 3.Quantitative profiling of pseudouridylation landscape in the human transcriptome · Nat Chem Biol 2023
- 4.Regulation of alternative splicing by the core spliceosomal machinery · Genes Dev 2011
- 5.Arrangement of RNA and proteins in the spliceosomal U1 small nuclear ribonucleoprotein particle · Nature 2001
- 6.SMD2 reads pseudouridines to regulate mRNA splicing and promote tumorigenesis · Mol Cell 2026
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