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杭州师范大学团队发现tRNA表观遗传调控在造血干细胞稳态和功能中的重要作用

2024-07-08 18:06:27来源:iNature
骨髓中的造血干细胞(HSCs)具有长期自我更新和多谱系分化能力,对整个生命过程中血液细胞的生产至关重要。HSCs具有强大的适应能力以维持期干细胞功能并应对各种内外部压力,但其机制尚未完全阐明。HSCs从静息状态激活,经历克隆扩增和分化,此过程需通过上调蛋白质合成实现大量能量和生物合成,其中mTOR通路扮演核心角色。mTOR活性对于维持HSCs至关重要;其过度激活或抑制均影响干细胞活性。tRNAs的化学修饰,特别是N1-甲基腺苷(m1A)修饰,影响翻译效率,而甲基转移酶TRMT6/TRMT61A介导的m1A58修饰可增强翻译起始和延伸。最近有研究报道,过表达TRMT6-TRMT61A复合体以不依赖tRNA-m1A58修饰的作用促进HSC老化。除此之外,TRMT6/TRMT61A在HSCs中的体内生物学功能仍然完全未知。

2024年7月8日,杭州师范大学基础医学院汪虎团队在Nature Communications在线发表了题为“tRNA m1A modification regulate HSC maintenance and self-renewal via mTORC1 signaling”的研究论文。该研究发现TRMT6/TRMT61A介导的tRNA-m1A58修饰通过控制TSC1的翻译对mTOR通路发挥关键调控作用,是维持HSCs稳态和功能的重要机制。

在该研究中,作者发现特异性敲除Trmt6导致HSC短暂异常扩增,在竞争性移植实验中,TRMT6缺乏的HSCs表现出自我更新能力受损。作者对其机制进行探索,单细胞RNA-seq分析揭示,在Trmt6基因缺失后, HSCs中mTORC1信号通路高度上调。m1A-tRNA-seq和Western blot分析表明,TRMT6促进特定tRNA的m1A修饰和TSC1的表达,从而精细调节mTORC1信号水平。此外,雷帕霉素对mTORC1通路的抑制挽救了TRMT6缺乏HSCs的功能缺陷。总之,本研究阐明了TRMT6-tRNA m1A-TSC1-mTORC1调控轴在调控HSC稳态和功能中的关键作用,为深入理解干细胞功能和调控提供了的新视角

文章模式图(图源自Nature Communications 

 

杭州师范大学基础医学院博士后左洪娜、讲师吴爱伟为该研究的共同第一作者,杭州师范大学基础医学院汪虎教授为该研究的通讯作者。


原文链接:

https://doi.org/10.1038/s41467-024-50110-9