近日,南方科技大學生命科學學院生物系副教授姬生健課題組在學術期刊eLife上線上發表了題為“The m6A reader YTHDF2 is a negative regulator for dendrite development and maintenance of retinal ganglion cells”的研究論文。該研究發現了m6A閱讀器蛋白YTHDF2調控視網膜神經節細胞樹突發育及功能,並參與調控其神經退行性病變的過程。
m6A是廣泛存在於mRNA中的修飾,參與調節mRNA剪切,轉運,降解及翻譯等過程。一些研究表明m6A修飾缺失會嚴重影響早期神經發育和功能,但哪些m6A閱讀器蛋白以何種方式參與其中還需要進一步研究。
姬生健課題組之前一系列研究表明,m6A修飾在早期神經發育過程尤其是軸突發育中起著重要作用(Yu et al.,Nucleic Acids Research,2018;Zhuang et al.,Nucleic Acids Research,2019;Yu et al.,Advanced Science,2021)。此前研究表明m6A擦除器蛋白FTO通過控制軸突內mRNA的局部翻譯來控制軸突伸長,且m6A閱讀器蛋白YTHDF1可以通過控制軸突導向受體Robo3.1的翻譯來調控軸突導向的過程。姬生健課題組近期研究發現m6A閱讀器蛋白YTHDF1和YTHDF2在生理條件下通過控制Wnt訊號通路關鍵分子在軸突內的局部翻譯進而協同調控小腦顆粒細胞的軸突生長。但是,m6A修飾是否參與調控視網膜神經發育尚不清楚。
這項最新研究發現,m6A閱讀器蛋白YTHDF2在視網膜神經節細胞表達量較高,敲低或敲除YTHDF2會導致視網膜神經節細胞樹突分支顯著增加。在小鼠視網膜內條件性敲除Ythdf2後,視網膜內叢狀層變厚且突觸新增,而且有意思的是小鼠視動反應能力也有明顯提升。通過組學分析,研究人員證實YTHDF2通過調節Kalrn,Strn,Ubr4等靶mRNA的穩定性而控制其蛋白質水准,進而調控視網膜神經節細胞的樹突發育過程。此外,他們還發現YTHDF2表達量在小鼠青光眼疾病模型中顯著上升,進一步研究結果表明Hspa12a與Islr2作為YTHDF2的兩個靶mRNA介導調控視網膜神經節細胞在小鼠青光眼疾病模型中的維持過程。這些研究結果表明m6A閱讀器蛋白YTHDF2通過調節兩組不同的靶mRNA來分別調控視網膜神經節細胞早期樹突發育和神經退行性變的過程。
圖1.YTHDF2調控視網膜神經節細胞樹突發育和維持的模型。
南科大是論文第一單比特。姬生健課題組南科大-哈工大聯培博士生牛富貴為論文第一作者,南科大Research Associate韓鵬,博士後餘君、楊立新,博士生張建、佘元初、莊夢茹等也做出了重要貢獻,中山大學眼科中心研究員劉春巧參與了本項研究工作。姬生健與復旦大學研究員彭勃為論文共同通訊作者。
本研究得到了國家自然科學基金、深港腦科學創新研究院、深圳市基因調控與系統生物學重點實驗室等的支持。
論文連結:https://elifesciences.org/articles/75827