分享一篇发表在PNAS杂志上的文章，文章的通讯作者是来自巴塞罗那大学医学及健康科学学院的Manel Esteller教授，他们课题组的研究重点是与人类疾病(主要是癌症)发生和发展有关的表观遗传机制。

      人体内苯丙胺酸tRNA（tRNAPhe）的37位鸟苷在六种酶的依次作用下会获得羟基化（OHyW）或过氧化（o2yW）形式的超修饰鸟苷，超修饰的鸟嘌呤可以通过碱基堆积相互作用稳定密码子-反密码子对，从而防止-1核糖体程序性移码。此前很多文章报道了tRNAPhe37位碱基的肿瘤特异性修饰缺失，并且认为这种现象能够为肿瘤细胞提供生长优势。本文作者阐明了37位修饰不足的机制以及其在结肠癌中导致的后果。

      首先，作者考虑了产生超修饰鸟苷酶的沉默，该沉默可能与启动子CpG岛超甲基化有关。在癌症基因组图谱（TCGA）中进行的数据挖掘发现，除TYW2之外，其他酶的启动子都不存在超甲基化的现象。在正常人类组织中，TYW2及其他五种tRNA修饰酶的启动子始终没有甲基化。在结肠癌中利用RNA测序数据挖掘发现TYW2启动子甲基化与该基因的转录下调相关。TYW2启动子高甲基化SW48和HT-29细胞系中，TYW2的转录和翻译极低。而在未甲基化的HCT-116和SW480细胞系中表达了TYW2蛋白质。说明TYW2的启动子高甲基化与其转录沉默相关。

     随后，作者研究了TYW2转录沉默对于G37修饰状态的贡献。发现在TYW2高甲基化/沉默的细胞系中TYW2底物imG-14积累，以及过度修饰产物OHyW和o2yW的丢失。利用双荧光素酶报告系统检测TYW2缺失的影响，由于两种荧光素酶连接部分存在滑移序列，发生核糖体移码时，会出现提前终止密码子，导致萤火虫荧光素酶无法翻译。在TYW2转录缺失时，萤火虫荧光素酶的活性显著降低，说明TYW2缺失将会导致翻译时核糖体移码。

      为探究TYW2缺失对于结肠癌细胞的影响，研究人员在具有滑移序列且转录下调的基因中挑选出了具有细胞迁移和上皮-间充质转化（EMT）抑制作用的ROBO1基因进行研究，发现TYW2缺失的细胞系中ROBO1基因的转录和表达均明显降低。通过抑制降解提前终止密码子（NMD）的酶UPF1的活性，观察到ROBO1转录水平的上调，说明该基因转录下调是由于核糖体移码提前出现终止密码子被NMD降解，该例子可能说明tRNA修饰的改变促进肿瘤发生的机制。

      综上，本文作者证明了tRNAPheG37修饰不足的产生原因是tRNA 修饰酶TYW2的癌症特异性表观遗传失活，该基因的沉默能够增强结肠癌中细胞的迁移性和上皮-间充质转化特征。

本文作者：CRY

原文链接：

https://www.pnas.org/content/early/2020/08/06/2003358117

原文引用：DOI：https://doi.org/10.1073/pnas.2003358117