by WJK的小螃蟹
原文链接：
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27259150/
知识点积累
1.TRNA通过密码子丰度来促进转录本的稳定性和翻译，TRNA是基因表达和tRNA密码子的动态调节剂。
2.TRNA因为其二级结构以及广泛的碱基修饰使它很难被逆转录。
实验结果
1.tRNA表达谱中的转移进展和调控作者首先我们开发了一种基于互补DNA的杂交和随后的连接探针方法，在5个细胞株中检测了tRNA表达谱，这5株细胞分别是正常上皮细胞MCF10a，低转移乳腺癌细胞MDA-231和CN34以及高转移细胞MDA-LM2和CN-LM1a，用qPCR和Northernblot发现tRNAArgCCG andtRNAGluUUC在高转移乳腺癌细胞中高表达。
2.作者用敲低和过表达的这两个tRNA检测小鼠肺转移情况，得出tRNAArgCCG and tRNAGluUUC促进乳腺癌转移的结论。
3.体外实验证实tRNAArgCCG and tRNAGluUUC促进转移
4.tRNAArgCCG and tRNAGluUUC的上调影响转录本的稳定性和翻译
作者想看这两个tRNA对基因转录后的影响，用ribosome profiling测了翻译变化，tRNAGluUUC过表达细胞中，编码中具有高GAR含量的基因序列（GAA和GAG密码子，因为tRNAGluYUC第三个核苷酸可以摆动碱基），在相对核糖体占有率较高时显着富集（图4C）。同样，较高的CGG含量与tRNAArgCCG过表达细胞中较高的翻译活性相关（图4C）。作者也做了转录组测序，纠正了蛋白质表达的倍数变化与其相应转录本的水平。与核糖体分析结果相似，蛋白质含量高在tRNAGluUUC中上调的基因中，其基因（GAA和GAG密码子）中的GAR含量显着丰富。此外，具有高CGG含量的蛋白质在上调的基因中显示出明显的富集在tRNAArgCCG过表达株中（图4D）。为了测试tRNA的丰度是否也会影响转录本稳定性，我们进行了a-amanitin处理发现一般具有较高GAR和CGG含量的转录本的稳定tRNAGluUUC和tRNAArgCCG分别过表达细胞（图4E）。我们还通过测量来验证这些观察使用qRT-PCR检测一组mRNA的转录本衰减率在过表达tRNA的细胞中显示出不同的稳定性（图4F）。
5.tRNAGluUUC下游的密码子特异性调节作用与临床相关性
作者确定了EXOSC2和GRIPAP1这两个基因核糖体结合多在tRNAGluUUC过表达的细胞中并且其蛋白在高转移的乳腺癌细胞中高表达。敲低这两个基因后，转移能力减弱。
6.EXOSC2的密码子特异性调节及其临床相关性
为了阐明密码子特异性对效应的重要性对tRNAGluUUC的靶标进行密码子诱变实验中，每个首选的同源GAA密码子，EXOSC2编码序列已切换为同义词GAG密码子。作为阴性对照，我们改为Gly-GGG到Gly-GGC。外源转染的野生型，甘氨酸突变的和野生型的转录稳定性测定EXOSC2的Glu突变体显示，GAAto-GAG突变体中tRNAGluUUC过表达中变得不稳定（图6A）。因为EXOSC2在乳腺癌转移中未报道，于是作者检测其在转移中的作用。
7.tRNA偏好与核糖体占用率以及蛋白质表达之间的关联
作者将tRNA偏好评分定义为每个背景中的tRNA含量（MDA-231和给定基因所有密码子的CN34背景），在这种计分方案中，密码子偏爱的基因基于在其相关tRNA的上调上，被指定为阳性分数，以及那些平均密码子与下调的tRNA被赋予负评分；转移性亲本系MDA-par和CN34-par，以及它们的高度转移性衍生物MDA-LM2和CN34-LM1a的全基因组核糖体分析发现，将核糖体保护的片段（RPF）标准化为每个细胞系的总RNA（TT），以说明基因表达。不出所料，RPF / TT比介于亲本和衍生品系，以及生物学重复品之间，表现出很强的正相关性。然后，每个基因的TRNA偏好评分与各自校正的核糖体足迹重叠。有趣的是，转录物具有较高的tRNA偏好评分富含核糖体（图B）。作者观察到高tRNA偏好评分中的基因的富集在MDA-231和CN34背景下高度转移性亚系中翻译上调的那些（图C）。然后作者测量了萤光素酶CN优化的构建体在MDA-和CN34-中的活性亲代细胞。有趣的是，观察到CN34-亲代细胞中的荧光素酶信号（图7D）。接下来集中于相同来源的癌细胞群患者（MDA和MDA-LM2细胞）。LM2优化构建体的表达在MDA-LM2中同样显示出更高的信号相对于MDA-亲代细胞的线（图7D）。这些发现表明，即使在相同的癌症类型，获得的蛋白质组细胞输出来自两个不同患者的细胞受到细胞tRNA含量的限制。
总结与思考
细胞中有61种Tnra,其存在肯定是调控了基因表达过程，但目前因为tRNA本身二级结构的复杂程度较难做一些调低过表达以及引物设计，所以研究并不广泛，但其生物学功能值得好好探索，文献中已提到，tRNA可影响RNA的稳定性以及蛋白翻译过程，希望能成为以后科研上的热点。
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