SUMO化促進YTHDF2結合m6A修飾的mRNA對癌癥研究的進展與影響

前言
2021年2月12日上海交通大學醫學院余健秀課題組再次攜手云序生物MeRIP-seq，RIP-seq等技術在Nucleic Acids Research上發表了文章SUMOylation of YTHDF2 promotes mRNA degradation and cancer progression by increasing its binding affinity with m6A-modified mRNAs，針對YTHDF2與m6A修飾展開研究，發現YTHDF2閱讀蛋白SUMO化會影響其結合m6A修飾mRNA的能力，促進mRNA降解，從而調控癌細胞的生長。這是繼2018年余健秀課題組首次通過云序生物MeRIP-seq技術在Nucleic Acids Research上發表了文章SUMOylation of the m6A-RNA methyltransferase METTL3 modulates its function，以及2020年通過云序生物MeRIP技術以及microRNA測序技術在Oncogene上面發表了文章Deoxycholic acid modulates the progression of gallbladder cancer through N6-methyladenosine-dependent microRNA maturation之后又一新力作。下面我們一起來看看這篇文章的研究思路和成果。

 

文章導讀
m6A是真核生物中廣泛存在的RNA修飾，至今發現的其作用包括了調控RNA的穩定性、運輸、mRNA翻譯等。m6A修飾水平的調控離不開甲基化酶（writer）和去甲基化酶（eraser），而閱讀蛋白（reader）則通過結合受到m6A修飾的RNA對其進行調控。YTH結構域蛋白是被研究較多的m6A識別蛋白，其中YTHDF1和YTHDF3主要功能是增強mRNA翻譯效率，而YTHDF2被發現有介導RNA降解的功能。本文深入研究了YTHDF2調控mRNA降解的一種機制。

 

 

發表日期：2020.2.12
發表雜志：Nucleic Acids Research
應用技術：RIP-seq, m6A-MeRIP-seq,mRNA-seq
文章鏈接：SUMOylation of YTHDF2 promotes mRNA degradation and cancer progression by increasing its binding affinity with m6A-modified mRNAs
 

文章內容
1. m6A閱讀蛋白YTHDF2上的SUMO化修飾

作者通過多種SUMO化檢驗和WB, 驗證了YTHCF2閱讀蛋白在細胞內發生SUMO化修飾。并且這種SUMO化修飾主要發生在K571上，在缺氧條件下受到促進，而在H2O2處理下受到抑制。另外，這種SUMO化不影響YTHDF2的泛素化。

2. SUMO化促進YTHDF2結合帶m6A修飾的mRNA
作者利用構建質粒轉染、RIP后點雜交實驗檢測YTHDF2結合的m6A修飾的mRNA量，通過對比YTHDF2-WT和空質粒發現YTHDF2能與m6A修飾的mRNA結合，通過對比YTHDF2-WT和YTHDF2-K571R以及對比HA-YTHDF2-SUMO和HA-YTHDF2等，發現SUMO化的YTHDF2與m6A修飾的mRNA的結合力增強。

3. YTHDF2閱讀蛋白SUMO化促進癌癥發展
通過沉默內源YTHDF2的表達再引入外源 YTHDF2-WT和YTHDF2-K571R來調控 H1299細胞內的SUMO化YTHDF2，進行細胞實驗發現，YTHDF2的SUMO化對癌細胞的侵襲能力至關重要。異種腫瘤移植實驗也證實了YTHDF2的SUMO化促進腫瘤生長。

4. YTHDF2閱讀蛋白SUMO化影響基因表達
為了進一步挖掘YTHDF2閱讀蛋白SUMO化是如何影響癌癥發展的，作者通過RIP-seq檢測與YTHDF2結合的基因，通過m6A-MeRIP-seq檢測發生m6A修飾的基因，兩部分結果聯合分析發現，在帶有m6A修飾的基因中，與YTHDF2結合的基因明顯在突變的YTHDF2-K571 R細胞中以及在YTHDF2 SUMO化抑制的細胞中結合力減弱。細胞實驗證實YTHDF2的結合會降低結合基因的表達。mRNA-seq顯示YTHDF2的結合基因在YTHDF2-K571 R細胞中表達明顯上升。GO、KEGG和GSEA分析顯示，結合YTHDF2并且在YTHDF2 SUMO化的細胞中表達也下降的基因，功能富集在生長因子活性、鳥苷酸交換因子活性等相關條目，而分析顯示在YTHDF2 SUMO化的細胞中表達上升的基因則在肺癌相關通路富集。對TCGA數據庫中的數據分析顯示，在YTHDF2高表達的患者中，SUMO1高表達與不良預后相關。

總結
這篇文章利用RIP-seq、m6A-MeRIP-seq和mRNA-seq聯合分析探究了SUMO化對YTHDF2結合m6A修飾的mRNA的能力的影響和結合后對mRNA的調控，揭示了m6A閱讀蛋白YTHDF2促進癌癥發展的新機制。

作者介紹
上海交通大學醫學院侯國芳博士、趙嫻副研究員為該論文的共同第一作者，余健秀研究員、上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院腫瘤科主任姜斌教授為共同通訊作者。
余健秀：現任上海交通大學醫學院PI、特聘教授、博士生導師、生物化學與分子細胞學系科研副主任。余健秀研究組一直致力于從事與腫瘤相關的蛋白質修飾（PTMs）和RNA修飾功能機制的研究。尤其近年來，在蛋白質修飾調控RNA修飾及代謝作用機制方面取得了一些創新性成果。

 

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