Cell Genomics丨杨达团队系统解析MYC蛋白结合RNA调控其染色质结合、转录活性与致癌功能

编码转录因子 c-Myc 的 MYC 基因 是 最为常见的 异常激活 的原癌基因 之一 ， 其 基因扩增 发生 在超过 50%的人类癌症中。传统观点认为MYC 蛋白 通过结合 启动子 区域 DNA 以调控 下游 靶 基因的转录。近 年来的 研究 表明 ， 部分RNA 分子 能与MYC 蛋白 结合并 影响 其功能 。 然 而 ，MYC 蛋白 是否具 有 广 泛 的RNA结合能力，其 背后的 分子机制以及 RNA结合能力 如何调 控 MYC 蛋白 的功能， 仍有待深入研究 。

近期 ，美国匹兹堡大学 的 杨达 教授 研究团队 在 Cell Genomics 上发表 了 题为 Integrative c haracterization of MYC RNA- b inding f unction 的文章 ，系统解析了MYC蛋白的RNA结合图谱，揭示了其与RNA相互作用的分子机制，并阐明了MYC蛋白的RNA结合能力在其介导的转录调控与肿瘤发生中的重要作用，为深入研究MYC蛋白的功能和靶向治疗提供了新的视角。

研究团队 结合 增 强 型 交联免疫沉淀 和高通量测序 （eCLIP-seq ） 等 技术 ， 系统 描绘了MYC 蛋白 的RNA结合 图 谱。 结果 显示 ，MYC 蛋白 可以 与 转录自 基因组 不同 功能区的 RNA 分子 结合 。 其中许多 RNA结合峰在不同细胞系中是 共享的 ， 但也存在细胞 系 特异的 RNA 结合峰 。值得注意的是，共享 的RNA结合峰 所 对应 的 基因 主要 富集 于 与 MYC靶基因和细胞周期相关 的信号 通路 ， 这 表明 MYC 蛋白 的 RNA结合 能力 与 其功能 紧密 相关 。

该 研究表明，MYC 蛋白 对富含鸟嘌呤 （G-rich） 的 RNA 具有 较高的亲和力。两种 基序（motif）识别 算法和RNA 电泳迁移变动分析（ EMSA ） 均 证实了这一点。 需要 特别 指出的是 ， 在 富含鸟嘌呤的RNA 序 列中 ， 用胞嘧啶 替 换 鸟嘌呤显著削弱 了其 与MYC 蛋白 的 结合能力 。 该 研究 还 鉴定出MYC 蛋白 的 碱性结构 域（basic region） 内两个高度保守的氨基酸 序列 （ 355–357 KRR和364–367 RQRR ） 对于MYC 蛋白 的RNA结合至关重要 。 通过构建MYC 蛋白 的 突变体（ 如MYC-KRR3A，用丙氨酸替代 原有氨基酸 ），研究人员 进一步 发现 ， 无论 在 体外 实验中 还是 细胞水平 上 ，这些突变体的RNA结合能力都显著降低或被消除。

在 功能 层面 ，该研究首先探讨了MYC 蛋白 的RNA结合能 力 对其 与 染色质结合 的影响。 MYC 蛋白 的RNA结合峰与 其 染色质结合区域相邻， 且两者 的 结合 信号强度 高度相关 。 RNA依赖性 的 ChIP-seq和CUT&RUN实验 显示 ， RNA 降解 显著降低 了 MYC 蛋白与 染色质的结合 ，而且 染色质结合区域中具有更强RNA结合信号的 位点 对RNA 的 降解 更 为 敏感。 这些 RNA辅助 的 MYC 蛋白 与 染色质结合 的 位点 绝大多数 位于 启动子或增强子 等 基因调控元件 ， 表明 局部转录 产生的RNA 可能 促进 MYC 蛋白 被 招募至 染色质，并与之 结合。 与 这些区域相关的基因 显著富集于 MYC靶基因、细胞周期及DNA修复 相关的 信号 通路中 。

进一步的功能分析发现，尽管RNA结合缺陷的MYC - KRR3A突变体 在体 外 仍 能 与 MAX蛋白形成二聚体并结合E-box D NA，但 其 在 细胞水平上 的 染 色质结合 能力 则 显著下降 。这 进一步 表 明RNA结合 能力 可能 促进了 MYC 蛋白 被 招募 至染色质 。 该 突变体在激活 靶 基因表达 、 推动细胞周期进 程 和促进细胞增殖方面的功能也明显受限。 该突变 体 也 无法 逆转 （ 挽救 ）因 内源性MYC敲低导致的细胞增殖和 克隆 形成能力 的 下降。 此外， 与表达野生型MYC 蛋白 的细胞相比， 表达 突变体的细胞 在 增殖和转化能力上显著减弱 。 上述 结果表明，MYC 蛋白 的RNA结合能力 在 其转录调控和致癌功能 中发挥 着 关键作用。

最后， 该研究提出一个 机制 模型， 阐述 MYC 蛋白 与 RNA 的 相互作用如何 促进 MYC 蛋白 在活跃 的 启动子 和增强子 上的富集，进而招募MAX 蛋白 并 促进转录 。 RNA结合可能使 MYC 蛋白 能够在转录活跃的染色质上保持广泛的亲和力，同时通过 与 DNA基序（如MYC:MAX与E-box） 的特异性识别 实现对特定靶基因 表达 的 精确 调控。这项研究 强调 了MYC 蛋白 与 RNA 的 相互作用 在基因调控中的 重要性，为理解MYC 蛋白 如何 同时 实现广泛 而 特异性的基因调控提供了新 思路 ， 也 为未来 探索 RNA在MYC介导的转录激活 及其 致癌功能中的 作用 奠定了基础 。

匹兹堡大学药学院的博士 研究生 李思瀚 和 王泽华 博士 为 该论文的 共同第一作者 ， 匹兹堡大学药学院 的 杨达 教授和 王泽华 博士为 该论文的 共同通讯作者 。同时该研究也得到了 王俊 梅 教授 、 黎松 教授 、 张敏 教授 、 刘洋 教授 和 Nara Lee 教授 等的 支持和帮助。

制版人： 十一

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