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这个热点连发Cell和Nature,一文了解高分科研思路

这几天师兄在追科研热点(说得好像我自己平常就不追似的),哪些热点呢?m6A,势头很猛,师兄发现m6A主题的文章连续发在了Nature和Cell,这是有多热啊,估计明年国自然m6A估计要更火了。


来看看这篇Cell吧,看看咱们能学到什么。

作者:何川教授、陈建军教授

单位:芝加哥大学、浙大附属第一医院

已知的研究:异柠檬酸盐脱氢酶1(IDH1)和异柠檬酸盐脱氢酶2(IDH2)的两种基因的突变((IDH2R140和 IDH2R172))在癌症中很常见,并且突变后导致一种称为R-2-hydroxyglutarate(R-2-HG)的因子过量表达,长期以来,R-2HG被认为是促癌代谢物。

 

我们以前介绍过来自于芝加哥大学的何川教授的论文“N6-Methyladenosine in nuclear RNA is a major substrate of the obesity-associated FTO”,第一次开启了FTO是m6A的去甲基化酶的大门,从此m6A的研究如火如荼,成果斐然。

这篇文章却很好滴为R-2HG平了一次冤,因为R-2HG有抑制癌症的一面。

 

(1)在体外、体内发现AML细胞对药物敏感性呈现时间和剂量依赖

看看人家是如何展示药物在不同白血病细胞系、不同时间点、不同浓度情况下,细胞的活性


A图中颜色代表时间,颜色的直径代表细胞的活性高低,虽然不同细胞系对R-2HG的敏感性不同,但是总体呈现时间依赖抑制(浅色大,红色小)。

B图代表96h,不同浓度对27株细胞系的生长抑制情况,呈现剂量依赖。

体内实验证明R-2HG能提高白血病小鼠的生存率,镜检发现体内白血病细胞液大量被抑制。

 

(2)科学问题提出:为何有些AML细胞系敏感?有些不敏感?RNA-seq

 FTO的表达水平和R-2HG的敏感性是呈正相关的,GSEA发现差异基因相关的通路调控基因MYC。

 

(3)第一条机制:R-2HG能抑制CEBPA对FTO启动子的结合,抑制转录

大家都知道FTO是一个去甲基化酶,何川教授研究的就是m6A,于是乎做实验了,R-2HG提升了敏感细胞的m6A总水平提升,非敏感细胞的m6A水平变化不大。


另外前面测序结果显示FTO的mRNA水平有变化?很多同学都知道做转录水平研究啊,因为我们一般的经验是mRNA水平有变化,肯定是转录水平有变化呗。

CEBPA都知道是AML的致病基因之一,一个核转录因子,R-2HG可以抑制CEBPA转录因子结合FTO的启动子区,FTO的表达受到抑制。

 

 

写到这里,很多同学就可以发发6分求毕业了,但是你想错了,老板可不会让你轻松如愿的。

 

(4)第二条机制:R-2HG抑制FTO蛋白的活性,提高了细胞m6A水平

何川教授还想研究出了转录水平,R-2HG和FTO蛋白有没有直接的结合关系。

于是学生就做了两种实验:Drug affinity responsive targets stability (DARTS) assays and cellular thermal shift assays (CETSAs)

DARTS实验证明了R-2HG和FTO蛋白是直接结合的。

在无细胞的培养体系中,将ssRNA,FTO,R-2HG不同浓度加入进去,来说明m6A的程度是随着R-2HG升高而提升的。


(5)R-2HG降低MYC的mRNA稳定性

前面讲到GSEA发现差异基因相关的通路调控基因MYC转录因子有关,那么实验证明在对R-2HG敏感的细胞中,MYC的mRNA的m6A水平升高,而非敏感株里,并没有太大变化。同时作者又做了挽救实验,那就是在敏感株中敲减FTO,而在非敏感株中过表达FTO,均能引起MYC的m6A水平逆转。

案子终于破了,原来R-2HG既可以抑制FTO的蛋白活性,又可以抑制FTO的转录水平,从而提升mRNA的m6A水平,介导促癌基因MYC的mRNA降解。

 

好了,这下可以发个20分了吧,可以发发毕业了吧?你又想错了,老板不发Cell是不会罢休的!

 

(6)科研现象结合临床问题:反馈回路的存在

老板在想IDH1突变型能够产生抑制白血病细胞的R-2HG,那么为何还会有20%左右的IDH1突变是AML呢?还会有一些AML细胞对R-2HG不敏感呢?为何会有人做出结果显示R-2HG是促进白细胞增殖的呢?

可就不得不提出一个负反馈回路的存在,那就是FTO和MYC之间存在着负反馈回路。

 

这下科研问题就完美地和临床问题结合在一起了,终于可以答辩毕业了

另外一篇Nature,大家自己去消化一下吧,没地方写了。


于是咱们今天学到了①CNS的文章要在临床问题中找科学解释②10分以上的文章要么有反馈回路,要么有两条分子机制


技术解读:

DARTS(drug affinity responsive target stability, DARTS):一种药物靶标鉴定的新技术,药物亲和反应的靶点稳定性。

 

推荐词汇:

名词+形容词+名词

Recent studies further showed that IDH mutations and R-2HG exhibit growth-suppressive activity and glycolysis-inhibitory function in gliomas

We repeatedthe same experiments and found that R-2HG indeed increased cell proliferation under cytokine-poor conditions



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