核酸中鸟嘌呤的氧化产生8-氧代鸟嘌呤(o8G),它可以与腺嘌呤配对并诱导DNA中的鸟嘌呤-胸腺嘧啶(G> T)突变。尽管受到的关注较少,但RNA比DNA更容易受到这种修饰的影响,在各种疾病的发病机理中RNA形成o8G。 但到目前为止,o8G仅被认为是氧化损伤的结果,尚未研究其有效的转录作用。

2020年8月5日,韩国高丽大学Sung Wook团队在Nature 在线发表题为“Position-specific oxidation of miR-1 encodes cardiac hypertrophy”的研究论文,该研究在氧化还原相关疾病心肌肥大的大鼠模型中对氧化的miRNA进行了特异性测序。

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该研究发现特定位置的o8G修饰在选择性miRNA的种子区域(第2-8位)中产生,并通过o8GA碱基配对来调节其他mRNA。通过用肾上腺素能激动剂治疗,主要在miR-1的7位诱导了o8G(7o8G-miR-1)。单独引入7o8G-miR-1或7U-miR-1(其中7位的G被U取代)足以引起小鼠心脏肥大,o8G-miR-1的mRNA靶标在受影响的表型中起作用;发现对小鼠心肌细胞7o8G-miR-1的特异性抑制可减轻心脏肥大。o8G-miR-1也与心肌病患者有关。该研究的发现表明,miRNA的位置特异性氧化可以作为转录机制来协调病理生理学氧化还原介导的基因表达。

核酸中鸟嘌呤的氧化产生8-氧代鸟嘌呤(o8G),它可以与腺嘌呤配对并诱导DNA中的鸟嘌呤-胸腺嘧啶(G> T)突变。尽管受到的关注较少,但RNA比DNA更容易受到这种修饰的影响,在各种疾病的发病机理中RNA形成o8G。

miRNA是转录后调节因子,可通过与其种子区域(位置2-8)的碱基配对识别其mRNA靶标;每个miRNA可以通过降低其稳定性和/或翻译来抑制数百个mRNA分子。为了表明miRNA的氧化可能与细胞的氧化还原状态有关,在氧化应激的大鼠心肌细胞H9c2细胞中,miR-184的广泛氧化被确定为靶向抗凋亡蛋白BCL-XL和BCL-W和导致心肌细胞死亡增加。

压力,损伤或细胞外刺激可诱发心脏肥大(可导致心力衰竭的心肌增大和增厚)。已知涉及氧化应激,并且也与肾上腺皮质肥大有关。已经发现许多心脏miRNA可以作为心脏肥大的负(例如,miR-111、12、13和miR-13311)或正(例如,miR-15514和miR-2215)调节剂。miR-1对于心脏功能、心脏发生和预防心脏肥大至关重要。

然而,在缺血再灌注过程中,miR-1的异位表达加剧了心律失常的发生和损伤。尽管在这种条件下可能会发生o8GA碱基配对,但到目前为止,o8G仅被认为是氧化损伤的结果,尚未研究其有效的转录作用。

该研究在氧化还原相关疾病心肌肥大的大鼠模型中对氧化的miRNA进行了特异性测序。该研究发现特定位置的o8G修饰在选择性miRNA的种子区域(第2-8位)中产生,并通过o8GA碱基配对来调节其他mRNA。

通过用肾上腺素能激动剂治疗,主要在miR-1的7位诱导了o8G(7o8G-miR-1)。单独引入7o8G-miR-1或7U-miR-1(其中7位的G被U取代)足以引起小鼠心脏肥大,o8G-miR-1的mRNA靶标在受影响的表型中起作用;发现对小鼠心肌细胞7o8G-miR-1的特异性抑制可减轻心脏肥大。o8G-miR-1也与心肌病患者有关。该研究的发现表明,miRNA的位置特异性氧化可以作为转录机制来协调病理生理学氧化还原介导的基因表达。

参考消息:

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2586-0