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(xì)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(jìn)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(xì)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(jī)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(jī)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(bǔ)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(shí)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(diǎn)的突變抑制了核糖體組裝、mRNA翻譯以及細(xì)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(jìn)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(diǎn)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(fèi)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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