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Nucleic Acids Res:中科院水生所缪炜课题组发表四膜虫无义介导的mRNA降解通路研究论文

2017-04-28 16:07  
内容快照:

2017年4月11日,国际核酸类重要学术期刊《Nucleic Acids Research》杂志在线发表了中国科学院水生生物研究所缪炜课题组的一篇研究论文,研究报道了四膜虫无义介导的mRNA降解通路研究成果。

无义介导的mRNA降解通路(Nonsense-mediated mRNA decay,NMD)是真核生物细胞中重要的mRNA质量监控通路,能够识别和降解含提前终止密码子(Premature terminal codon,PTC)的转录本,从而抑制这些异常mRNA的翻译产物对细胞造成的潜在损伤。对从单细胞酵母到多细胞动植物的NMD通路的研究表明:不同物种NMD通路的组成因子及对PTC的识别机制有一定差异,因此对处于不同进化地位的模式物种的NMD通路研究有助于理解该通路的起源与进化。原生动物纤毛虫与广泛使用的模式物种(酵母、线虫、果蝇、小鼠、拟南芥等)及人类的分化发生于真核生物进化的早期,目前对该类群生物的NMD通路研究十分匮乏,阻碍了对NMD途径分子机制及其起源与进化问题的全面认识。

缪炜课题组以原生动物嗜热四膜虫为研究材料,结合基因敲除、免疫共沉淀以及转录组测序的方法对四膜虫NMD通路进行研究,取得了以下主要研究成果:1)确定了四膜虫UPF1a、UPF2、UPF3以及SMG6L是NMD途径的关键因子,其中与UPF1a相互作用的SMG6L蛋白是囊泡虫总门所特有的参与降解含PTC转录本的核酸酶;2)确定了四膜虫NMD途径对含PTC转录本的识别不依赖于外显子连接复合体(Exon-exon junction complex,EJC),四膜虫EJC组成因子之间亦无相互作用;3)鉴定了274条由可变剪切导致的含PTC mRNA,将其与正常转录本的序列结构进行比较分析后发现,位于终止密码子下游的内含子更有可能是四膜虫NMD通路辨别PTC转录本的标志,因此推测参与内含子剪切的未知因子有可能参与了辨别PTC的过程。

原文链接:

Nonsense-mediated mRNA decay inTetrahymena is EJC independent and requires a protozoa-specific nuclease

原文摘要:

Nonsense-mediated mRNA decay (NMD) is essential for removing premature termination codon-containing transcripts from cells. Studying the NMD pathway in model organisms can help to elucidate the NMD mechanism in humans and improve our understanding of how this biologically important process has evolved. Ciliates are among the earliest branching eukaryotes; their NMD mechanism is poorly understood and may be primordial. We demonstrate that highly conserved Upf proteins (Upf1a, Upf2 and Upf3) are involved in the NMD pathway of the ciliate, Tetrahymena thermophila. We further show that a novel protozoa-specific nuclease, Smg6L, is responsible for destroying many NMD-targeted transcripts. Transcriptome-wide identification and characterization of NMD-targeted transcripts in vegetativeTetrahymena cells showed that many have exon–exon junctions downstream of the termination codon. However, Tetrahymena may lack a functional exon junction complex (EJC), and the Tetrahymenaortholog of an EJC core component, Mago nashi (Mag1), is dispensable for NMD. Therefore, NMD is EJC independent in this early branching eukaryote.

doi:10.1093/nar/gkx256

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