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The m(1)A landscape on cytosolic and mitochondrial mRNA at single-base resolution

机译：单碱基分辨率下胞质和线粒体mRNA上的m（1）A景观

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Modifications on mRNA offer the potential of regulating mRNA fate post-transcriptionally. Recent studies suggested the widespread presence of N-1-methyladenosine (m(1)A), which disrupts Watson-Crick base pairing, at internal sites of mRNAs(1,2). These studies lacked the resolution of identifying individual modified bases, and did not identify specific sequence motifs undergoing the modification or an enzymatic machinery catalysing them, rendering it challenging to validate and functionally characterize putative sites. Here we develop an approach that allows the transcriptome-wide mapping of m(1)A at single-nucleotide resolution. Within the cytosol, m(1)A is present in a low number of mRNAs, typically at low stoichiometries, and almost invariably in tRNA T-loop-like structures, where it is introduced by the TRMT6/TRMT61A complex. We identify a single m(1)A site in the mitochondrial ND5 mRNA, catalysed by TRMT10C, with methylation levels that are highly tissue specific and tightly developmentally controlled. m1A leads to translational repression, probably through a mechanism involving ribosomal scanning or translation. Our findings suggest that m(1)A on mRNA, probably because of its disruptive impact on base pairing, leads to translational repression, and is generally avoided by cells, while revealing one case in mitochondria where tight spatiotemporal control over m(1)A levels was adopted as a potential means of post-transcriptional regulation.
机译：对mRNA的修饰提供了转录后调控mRNA命运的潜力。最近的研究表明，N-1-甲基腺苷（m（1）A）广泛存在，它破坏了mRNA的内部位点上的Watson-Crick碱基配对（1,2）。这些研究缺乏鉴定单个修饰碱基的分辨率，也没有鉴定正在经历修饰的特定序列基序或催化它们的酶促机制，这使得验证和功能表征推定的位点具有挑战性。在这里，我们开发了一种方法，可以在单核苷酸分辨率下对m（1）A进行转录组范围内的定位。在胞质溶胶中，m（1）A存在于少量的mRNA中，通常以低化学计量比存在，并且几乎总是存在于tRNA T环样结构中，并由TRMT6 / TRMT61A复合物引入。我们在TRMT10C催化的线粒体ND5 mRNA中鉴定出一个单一的m（1）A位点，甲基化水平是高度组织特异性的，并且受到严格的发育控制。 m1A可能通过涉及核糖体扫描或翻译的机制导致翻译抑制。我们的发现表明，m（1）A在mRNA上可能是由于其对碱基配对的破坏性作用，导致翻译抑制，通常被细胞所避免，同时揭示了线粒体中对m（1）A进行严格时空控制的一种情况水平被用作转录后调控的潜在手段。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2017年第7679期|251-255|共5页
  • 作者

    Safra Modi; Sas-Chen Aldema; Nir Roni; Winkler Roni; Nachshon Aharon; Bar-Yaacov Dan; Erlacher Matthias; Rossmanith Walter; Stern-Ginossar Noam; Schwartz Schraga;

  • 作者单位

    Weizmann Inst Sci, Dept Mol Genet, IL-76100 Rehovot, Israel;

    Weizmann Inst Sci, Dept Mol Genet, IL-76100 Rehovot, Israel;

    Weizmann Inst Sci, Dept Mol Genet, IL-76100 Rehovot, Israel;

    Weizmann Inst Sci, Dept Mol Genet, IL-76100 Rehovot, Israel;

    Weizmann Inst Sci, Dept Mol Genet, IL-76100 Rehovot, Israel;

    Weizmann Inst Sci, Dept Mol Genet, IL-76100 Rehovot, Israel;

    Med Univ Innsbruck, Bioctr Innsbruck, Div Genom & RNom, Innrain 80-82, A-6020 Innsbruck, Austria;

    Med Univ Vienna, Ctr Anat & Cell Biol, A-1090 Vienna, Austria;

    Weizmann Inst Sci, Dept Mol Genet, IL-76100 Rehovot, Israel;

    Weizmann Inst Sci, Dept Mol Genet, IL-76100 Rehovot, Israel;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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