RNA磷酸骨架表观转录组学:天然RNA硫代磷酸酯及其写入机制的发现
研究在厌氧古菌中发现了天然RNA硫代磷酸酯,这是一种RNA磷酸骨架的立体特异性修饰,将表观转录组的范围扩展到了碱基和核糖修饰之外。Esti酶将这些修饰安装于保守的rRNA和tRNA热点区域,这些对环境敏感的标记能稳定tRNA并在高温下支持细胞生长。
染色质修饰、Polycomb/SWI-SNF 复合物与表观药物。
研究在厌氧古菌中发现了天然RNA硫代磷酸酯,这是一种RNA磷酸骨架的立体特异性修饰,将表观转录组的范围扩展到了碱基和核糖修饰之外。Esti酶将这些修饰安装于保守的rRNA和tRNA热点区域,这些对环境敏感的标记能稳定tRNA并在高温下支持细胞生长。
Cohesin 在细胞分裂过程中的保留对于组织相关基因的转录再激活具有关键作用。研究人员通过体内标记、细胞周期同步和急性蛋白耗竭等方法,揭示了 cohesin 在分裂期退出时首先接触染色质的行为。该发现阐明了 cohesin 在转录调控中的一个新机制。
研究发现 5-氮杂胞苷(5-azaC)通过优先掺入 RNA 并耗竭染色质相关 RNA(caRNA)上的 5-甲基胞嘧啶(m5C)修饰,诱导白血病细胞死亡。机制上,m5C 耗竭破坏了 MBD6 介导的 H2AK119ub 去泛素化,并损害 SRSF2 招募及 p300 介导的 H3K27ac 沉积,导致细胞周期和 DNA 修复相关基因转录抑制。
推荐理由:研究揭示了 5-氮杂胞苷通过耗竭染色质相关 RNA 上的 m5C 修饰诱导白血病细胞死亡的新机制,为理解其临床作用提供了额外视角。
一项大型多模态分子研究显示,重度抑郁症(MDD)患者海马体中存在神经发生过程停滞。该研究识别出细胞与环路特异的遗传、表观遗传、应激、免疫、代谢及突触机制,这些机制共同导致海马可塑性受损。结果为疾病亚型分型和治疗开发提供了框架。
Gao 等人揭示临床药物 5-氮杂胞苷通过耗竭 RNA 上的 5-甲基胞嘧啶诱导转录抑制,而非仅作为 DNA 去甲基化剂。m5C 的缺失破坏了 MBD6 介导的 H2AK119ub 去除和 SRSF2 介导的 H3K27ac 沉积,从而通过细胞周期紊乱和 DNA 修复缺陷引发白血病细胞死亡。
推荐理由:研究揭示了 5-氮杂胞苷通过 RNA m5C 耗竭而非仅通过 DNA 去甲基化发挥作用的机制,为理解其细胞毒性提供了新视角。
紫外线在酵母单链DNA中诱导产生一系列非典型突变,包括AT>AM、GT>GV、AC>AA、AT>TT和TA>TT等替换类型。缺乏Rad30的突变谱显示Pol η在CPD和6-4-PP旁路中起主要作用,而pol ε突变体(pol2 M644G)能特异性减少亚端粒区的经典和非经典UV突变。
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研究通过活体成像发现,果蝇胚胎中源自不同调控元件的非编码RNA(ncRNA)的连续转录是基因激活的基础。单等位基因共可视化显示,最佳的基因激活仅需中等水平的增强子活性。破坏增强子相关的ncRNA会导致基因过早激活,表明ncRNA控制了发育中基因表达的时机。研究还表明增强子转录可以调控复杂调控景观内的长程相互作用。
推荐理由:研究通过活体成像直接观察单个等位基因,揭示了增强子转录如何调控基因激活的时机,为理解发育中基因表达的时序控制提供了机制性证据。
研究发现P-body等RNA凝聚体通过保守的细胞类型特异性方式隔离编码细胞命运调控因子的未翻译RNA,其内容受microRNA和AGO2调控。通过操纵P-body组装或microRNA活性,可引导小鼠和人多能干细胞向全能性分化,或将人胚胎细胞导向生殖细胞谱系。
推荐理由:研究揭示了RNA凝聚体通过隔离未翻译RNA调控细胞命运的新机制,并展示了通过操纵P-body组装可定向诱导干细胞分化。
SWI/SNF 染色质重塑复合物被发现是转录机制的一个组成部分,与 RNA 聚合酶 II 预起始复合物、Mediator 及核小体结合,并二聚化形成一个 7 兆道尔顿的巨型复合物。
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CDK4/6抑制剂激活的Rb蛋白在激素受体阳性乳腺癌中不仅抑制细胞周期基因,还促进雌激素响应基因表达。这种Rb驱动的转录程序在ESR1突变耐药环境中持续存在,限制了CDK4/6抑制剂的疗效。研究还发现KDM5A与Rb的相互作用在此过程中介导基因调控。
推荐理由:研究揭示了CDK4/6抑制剂激活的Rb蛋白在乳腺癌中具有促增殖的转录功能,这解释了其在ESR1突变耐药场景中的疗效限制。
研究设计了优化的表观遗传调节剂 EpiReg,在食蟹猴中通过单次 LNP 递送实现 PCSK9 的高效(>90%)和持久(343 天)沉默,并降低 LDL-C 水平。多组学分析显示 EpiReg-T 在猴、鼠和人源细胞中脱靶效应极小。该平台可通过改造 DNA 结合域重定向至其他基因。
推荐理由:研究在非人灵长类中验证了单剂量即可实现长期基因沉默,为表观遗传编辑的临床转化提供了体内数据。
研究发现基因组区域可通过酸性转录因子(AADs)自主定位到核斑附近,增强基因表达和剪接效率。通过分析COL1A1-SGCA基因座,鉴定出包含17个转录因子结合模体的600bp片段,其中四种酸性激活结构域具有染色质环境和转录依赖的核斑靶向功能,部分还具有转录独立的靶向活性。
推荐理由:研究揭示了酸性转录因子通过转录依赖和非依赖机制调控基因组定位的新机制,为理解核斑在基因表达调控中的作用提供了新视角。
焦亡相关 lncRNA 可调控乳腺癌进展并塑造肿瘤免疫微环境。低风险肿瘤显示 CD8+ T 细胞、NK 细胞和 B 细胞浸润增加及免疫检查点表达升高,而高风险肿瘤则呈现 M2 巨噬细胞富集和更高肿瘤突变负荷等免疫抑制特征。这些 lncRNA 通过炎症小体激活、gasdermin 介导的信号传导和表观遗传调控影响焦亡,具备作为预后生物标志物和治疗靶点的潜力。
研究揭示了核应激体(nSBs)调控温度依赖性 pre-mRNA 剪接的多层热感应机制。在热应激恢复期,CLK1 的 Ser341 磷酸化状态决定其向 nSBs 的定位,该位点由 PP1 去磷酸化并由 RIOK2 再磷酸化。PPP1R2 被鉴定为可逆热传感器,在应激下解离以激活 PP1。
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研究对妊娠中期人新皮层的四种主要胶质细胞群体进行了三维表观基因组分析,整合了基因表达、染色质可及性、DNA甲基化和3D染色质互作数据。通过机器学习优先确定了112个精神分裂症风险变异位于胶质细胞cCREs中,并在体内验证了rs4449074风险等位基因对vRG增强子的破坏功能。
推荐理由:研究整合了多组学数据并验证了精神分裂症风险变异的功能,为理解人类皮层发育中的细胞类型特异性调控提供了三维表观基因组资源。
研究发现METTL3是CDK1的直接底物,其Ser43位点磷酸化在有丝分裂起始时被诱导,并通过m6A甲基化7SK RNA释放P-TEFb,从而促进RNA聚合酶II的全基因组清除和及时的有丝分裂进程。METTL3 Ser43内源性突变或破坏7SK甲基化会损害延伸动力学,延迟有丝分裂退出并增加染色体错误分离。
推荐理由:该研究将RNA甲基化修饰与细胞周期核心激酶网络联系起来,为理解有丝分裂中转录延伸的调控提供了新机制。
研究通过小鼠胶原诱导关节炎模型发现转录因子ZNF24在滑膜Tc17和Tc17.1细胞中高表达。ZNF24敲低降低了IL-17A、RORγt、GM-CSF等因子表达,并减弱了Tc17细胞诱导滑膜成纤维细胞产生促炎介质的能力。过继性转移ZNF24敲低的Tc17.1细胞可减轻关节炎发展,在人类RA患者样本中也观察到类似表达模式。
推荐理由:研究通过敲低实验和过继性转移验证了ZNF24在Tc17细胞促炎功能中的调控作用,为类风湿关节炎的炎症机制提供了新视角。
研究构建了TranslAGE数据库,整合51项纵向干预试验数据,计算了16种表观遗传时钟和94种其他DNA甲基化生物标志物对干预的响应性。发现预测死亡率或衰老速度的时钟响应最强,药理学和生活方式干预驱动最显著的DNAm变化,研究人群特征和持续时间是影响响应性的关键因素。可解释时钟比单分数时钟提供更具体的机制见解,有助于未来试验设计最小化多重检验和样本量。
推荐理由:研究整合了51项干预试验的数据,比较了16种表观遗传时钟对长寿干预的响应模式,为未来临床试验设计提供了具体参考。
研究对30例费城染色体阴性骨髓增殖性肿瘤患者进行纵向全基因组和靶向测序,整合克隆动态与7986次血常规和临床病史。不同的进化模式区分了稳定与进展性疾病,白血病转化通过TP53缺失、复杂克隆内逐步获得驱动突变或独立白血病克隆出现。
推荐理由:研究通过纵向全基因组测序揭示了骨髓增殖性肿瘤向白血病转化的不同基因组进化路径,为高风险患者的早期识别提供了依据。