Функция m6A, модификации мРНК, известной как «пятый нуклеотид», долгое время оставалась загадкой. Но новое исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature, показало, что m6A играет ключевую роль в регуляции гена Sex-lethal (Sxl), который контролирует определение пола у плодовой мухи Drosophila.Sxl — это «переключающий ген», что означает, что пол дрозофилы определяется тем, производится ли белок Sxl. Ген Sxl транскрибируется в мРНК как у мужчин, так и у женщин, но с помощью процесса, называемого «альтернативный сплайсинг», только женская мРНК может быть преобразована в функциональный белок.
Альтернативный сплайсинг — это широко распространенный механизм экспрессии генов, который встречается почти во всех генах человека, позволяя синтезировать гораздо больше белков, чем можно было бы ожидать от 20 000 генов, кодирующих белок в нашем геноме.Новое исследование показывает, что m6A опосредует этот процесс для Sxl у Drosophila, в конечном итоге определяя, будет ли муха развиваться как самец или самка. Полученные данные предлагают важное понимание классического учебного примера важного и широко изученного процесса.«Несмотря на то, что определение пола является фундаментальным, природа нашла множество способов определения пола», — говорит доктор Маттиас Соллер из Школы биологических наук при Университете Бирмингема и ведущий автор статьи.
«Наше исследование предполагает, что опосредованная m6A регулировка экспрессии генов может быть древним, но неисследованным механизмом развития этого разнообразия».Сотрудничество началось после того, как группа соавтора доктора Руперта Фрея из Ноттингемского университета обнаружила, что растительный фермент, необходимый для помещения модифицированного нуклеотида в мРНК Arabidopsis, взаимодействует с растительной версией фактора определения пола дрозофилы FEMALE-LETHAL (2) D.«Открытие, связывающее m6A с определением пола у дрозофилы, произошло гораздо позже благодаря чувствительным генетическим взаимодействиям, влияющим на развитие самок мух», — объясняет доктор Соллер.Исследование также показало, что помимо его роли в определении пола соматических клеток, регуляция Sxl с помощью m6A необходима для инициации дифференцировки стволовых клеток зародышевой линии для развивающихся яиц. Без этой регуляции отсутствие экспрессии Sxl в стволовых клетках может привести к развитию рака яичников.
«Обратимая природа метильной марки m6A добавляет новый уровень к регуляции экспрессии генов, который теперь называется« эпитранскриптомика », и требует дальнейших исследований для установления связи с такими заболеваниями человека, как рак», — добавляет д-р Ирмгард Хаусманн из Университета Ковентри.