2021年7月15日，中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所王澤峰研究組在Science Bulletin雜志正式發(fā)表了題為“A systematic survey of PRMT interactomes reveals the key roles of arginine methylation in the global control of RNA splicing and translation”的研究論文。該研究應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)系統(tǒng)性鑒定了人類細胞中已知的所有9個蛋白精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶（PRMT）的互作蛋白，并利用多種測序技術(shù)（包括RNA測序和核糖體印跡測序等），結(jié)合生物信息學(xué)分析，證明了PRMT在mRNA剪接和翻譯中扮演重要功能。
PRMT家族是一類可將精氨酸胍基上氮原子進行單甲基和雙甲基修飾的酶類，根據(jù)甲基化產(chǎn)物不同，主要分為I型和II型。目前在哺乳動物中只發(fā)現(xiàn)9個成員。早期研究發(fā)現(xiàn)它們能夠使組蛋白甲基化，從而影響基因轉(zhuǎn)錄、細胞增殖分化等生物學(xué)過程。隨著組學(xué)等技術(shù)發(fā)展，越來越多的非組蛋白也被鑒定出含有甲基化精氨酸。但是，由于缺乏可靠的抗體以及機制明確的去甲基酶和識別蛋白，很大程度上限制了精氨酸甲基化的分子機制和生物學(xué)功能研究。
研究顯示，人類PRMT互作組與已知的含甲基精氨酸的蛋白質(zhì)高度重疊，且不同PRMT之間有補償效應(yīng)，主要表現(xiàn)為它們底物之間顯著重疊，并且底物甲基化基序也具有高度相似性。研究發(fā)現(xiàn)PRMT的催化底物主要是參與了mRNA剪接和翻譯的RNA結(jié)合蛋白（RBP），并且這些RBP含有高度富集的精氨酸甲基化區(qū)域。此外，該研究證實抑制PRMT活性可以廣泛地改變可變剪接并抑制翻譯。值得一提的是，研究發(fā)現(xiàn)核糖體蛋白含有大量的精氨酸甲基化修飾，其甲基化位點的突變抑制了核糖體組裝、mRNA翻譯以及細胞生長。
該研究系統(tǒng)性地將每個PRMT和精氨酸甲基化事件聯(lián)系起來，并提供了PRMT生物學(xué)功能的新見解，揭示了精氨酸甲基化在RNA加工和翻譯調(diào)控中的關(guān)鍵功能。研究中的新發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)分析方法有望引起蛋白質(zhì)修飾和RNA生物學(xué)領(lǐng)域研究者的廣泛興趣，從而促進精氨酸甲基化領(lǐng)域的發(fā)展。
中科院上海營養(yǎng)與健康研究所王澤峰研究員為文章通訊作者，魏歡歡博士為文章第一作者和共同通訊作者。上述研究工作得到科技部國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金和上海市等科研項目經(jīng)費的支持。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2021.01.004
揭示蛋白的精氨酸甲基化修飾在RNA剪接加工和翻譯中起重要作用
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