功能性筛选鉴定RBM42作为致癌mRNA翻译特异性的中介

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致癌基因 翻译调控 胰腺导管腺癌 RBM42 MYC

癌症的发生和发展与癌基因的表达密切相关，而癌基因的表达调控是一个复杂的过程。其中，翻译控制（translation control）在癌基因表达中的作用逐渐受到关注。MYC是一个关键的癌基因，在多种癌症中过表达，特别是在胰腺导管腺癌（PDAC）中，MYC的高表达与肿瘤的侵袭性和不良预后密切相关。然而，MYC的翻译调控机制尚不明确。为了揭示这一机制，研究者们开展了这项研究，旨在通过功能基因组筛选技术，鉴定出调控MYC翻译的关键因子，并探讨其在PDAC肿瘤发生中的作用。

论文来源

这篇论文由Joanna R. Kovalski、Goksu Sarioglu、Vishvak Subramanyam等来自University of California San Francisco的研究团队完成，并于2025年3月发表在Nature Cell Biology期刊上，题目为《Functional screen identifies RBM42 as a mediator of oncogenic mRNA translation specificity》。

研究流程

1. 功能基因组筛选

研究者首先设计了一种基于CRISPR干扰（CRISPRi）的全基因组筛选方法，旨在鉴定调控MYC翻译的因子。他们在PDAC细胞中构建了一个荧光报告系统，该系统通过MYC的5’非翻译区（5’ UTR）驱动不稳定绿色荧光蛋白（GFP）的表达，同时通过最小化5’ UTR驱动不稳定红色荧光蛋白（mCherry）的表达。通过荧光激活细胞分选（FACS），研究者筛选出了能够特异性调控MYC翻译的基因。

2. 候选基因验证

筛选结果显示，RNA结合蛋白RBM42是调控MYC翻译的关键因子。研究者通过短期敲低RBM42，发现MYC蛋白水平显著下降，而MYC mRNA水平基本不变，表明RBM42通过翻译调控影响MYC表达。进一步的蔗糖梯度离心分析（polysome profiling）显示，RBM42敲低后，MYC mRNA从多聚体（polysome）部分转移到未翻译部分，证实了RBM42对MYC翻译的调控作用。

3. RBM42的功能研究

为了进一步研究RBM42的功能，研究者通过基因集富集分析（GSEA）发现，RBM42敲低后，MYC靶基因的表达显著下调。此外，研究者还发现RBM42在PDAC中高表达，并与患者的不良预后相关。通过免疫组织化学（IHC）分析，研究者观察到RBM42在PDAC组织中的细胞质定位增加，表明其在翻译调控中的重要作用。

4. RBM42的分子机制

为了揭示RBM42调控MYC翻译的分子机制，研究者进行了交联免疫沉淀测序（CLIP-seq），发现RBM42直接结合MYC mRNA的5’ UTR。通过二甲基硫酸盐（DMS）处理后的RNA结构分析，研究者发现RBM42结合后，MYC 5’ UTR的结构发生重塑，形成一个更开放的环状结构，促进了翻译起始复合物（PIC）的形成。此外，研究者还发现RBM42与40S核糖体亚基和翻译起始因子eIF2β直接相互作用，进一步支持了其在翻译起始中的作用。

5. 体内实验验证

为了验证RBM42在PDAC肿瘤发生中的作用，研究者在小鼠模型中进行了异种移植实验。结果显示，敲低RBM42显著抑制了PDAC肿瘤的生长，而通过强制表达MYC可以部分恢复肿瘤的生长，表明RBM42通过调控MYC翻译在PDAC肿瘤发生中发挥重要作用。

主要结果

  1. RBM42是调控MYC翻译的关键因子：通过CRISPRi筛选，研究者鉴定出RBM42是调控MYC翻译的关键因子，并通过多种实验验证了其对MYC翻译的调控作用。
  2. RBM42通过重塑MYC 5’ UTR结构促进翻译：CLIP-seq和DMS-seq分析显示，RBM42结合MYC 5’ UTR后，其结构发生重塑，促进了翻译起始复合物的形成。
  3. RBM42与核糖体和翻译起始因子相互作用：免疫沉淀和质谱分析显示，RBM42与40S核糖体亚基和eIF2β直接相互作用，进一步支持了其在翻译起始中的作用。
  4. RBM42在PDAC肿瘤发生中发挥重要作用：体内实验表明，RBM42敲低显著抑制了PDAC肿瘤的生长，而强制表达MYC可以部分恢复肿瘤的生长。

结论

这项研究揭示了RBM42在调控MYC翻译中的关键作用，并阐明了其通过重塑MYC 5’ UTR结构促进翻译起始的分子机制。此外，研究还表明RBM42在PDAC肿瘤发生中发挥重要作用，为靶向RBM42的PDAC治疗提供了新的思路。

研究亮点

  1. 新颖的筛选方法：研究者开发了一种基于CRISPRi的功能基因组筛选方法，成功鉴定出调控MYC翻译的关键因子。
  2. RBM42的翻译调控机制：研究首次揭示了RBM42通过重塑MYC 5’ UTR结构促进翻译起始的分子机制。
  3. RBM42的临床意义：研究表明RBM42在PDAC中高表达，并与患者的不良预后相关，为PDAC的治疗提供了新的靶点。

研究价值

这项研究不仅深化了我们对癌基因翻译调控机制的理解，还为PDAC的治疗提供了新的靶点。通过揭示RBM42在调控MYC翻译中的关键作用，研究者为开发靶向RBM42的PDAC治疗策略奠定了基础。此外，研究中使用的新颖筛选方法和分子机制研究也为其他癌基因的翻译调控研究提供了参考。