中科院上海藥物所楊財廣課題組與蔣華良課題組合作，基于mRNA中N6位甲基化修飾的腺嘌呤（N6-methyladenosine, m6A）去甲基化酶FTO結(jié)構(gòu)開展小分子調(diào)控研究，獲得了對核酸去甲基化酶，例如FTO具有酶活和細(xì)胞活性的小分子抑制劑。研究表明，m6A 廣泛分布于基因轉(zhuǎn)錄區(qū), 約每2000個堿基中存在一個m6A修飾位點(diǎn)，人類7000多個基因中存在約12000個m6A位點(diǎn)，mRNA中的m6A的修飾水平在廣譜基因表達(dá)中發(fā)揮著基礎(chǔ)性調(diào)節(jié)作用。這些前沿進(jìn)展開辟了以“RNA修飾/去修飾與調(diào)控”為核心內(nèi)容的表觀遺傳學(xué)研究領(lǐng)域中的新方向。FTO是α-酮戊二酸依賴的核酸修復(fù)AlkB家族氧化酶的人同源蛋白，與II型糖尿病、阿爾茨海默癥、心腦血管疾病等關(guān)系密切, 是目前已知的*能夠在體外和細(xì)胞內(nèi)使mRNA中m6A去甲基化的核酸氧化酶。
在該研究中，上海藥物所楊財廣課題組在對AlkB同源蛋白ABH2/ABH3識別堿基損傷機(jī)制研究積累的基礎(chǔ)上，與蔣華良課題組羅成研究員組成研究團(tuán)隊(duì)，指導(dǎo)博士研究生陳報恩和葉飛等，基于FTO晶體結(jié)構(gòu)開展小分子抑制劑的篩選和作用模式研究。該研究團(tuán)隊(duì)綜合運(yùn)用藥物設(shè)計、生物化學(xué)和生物物理等手段，獲得天然產(chǎn)物大黃酸等一類對FTO具有酶水平抑制活性的小分子化合物。大黃酸可以與核酸底物競爭結(jié)合位點(diǎn)，抑制FTO對RNA中m6A的去甲基化作用。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，大黃酸能夠以濃度依賴方式調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)mRNA中m6A修飾水平。該研究結(jié)果闡明了m6A對mRNA的動態(tài)修飾過程是可以通過化學(xué)干預(yù)的手段來實(shí)現(xiàn)調(diào)控的，這為進(jìn)一步揭示m6A修飾的mRNA的調(diào)控通路，發(fā)現(xiàn)潛在的mRNA去甲基化酶提供了探針化合物。然而，如何實(shí)現(xiàn)探針化合物在細(xì)胞水平上的選擇性和特異性仍將成為該研究團(tuán)隊(duì)后續(xù)研究的新挑戰(zhàn)。
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