TRM7/FTSJ1タンパク質によるtRNA 2'-O-メチル化がショウジョウバエのスモールRNAサイレンシングを制御することを明らかにした

tRNA 2'-O-methylation by a duo of TRM7/FTSJ1 proteins modulates small RNA silencing in Drosophila.

• Margarita T Angelova
• Dilyana G Dimitrova
• Bruno Da Silva
• Virginie Marchand
• Caroline Jacquier
• Cyrinne Achour
• Mira Brazane
• Catherine Goyenvalle
• Valérie Bourguignon-Igel
• Salman Shehzada
• Souraya Khouider
• Tina Lence
• Vincent Guerineau
• Jean-Yves Roignant
• Christophe Antoniewski
• Laure Teysset
• Damien Bregeon
• Yuri Motorin
• Matthias R Schaefer
• Clément Carré

抄録

2'-O-メチル化(Nm)は、最も一般的なRNA修飾の一つです。Nmは、RNAサイレンシング、翻訳、自己対非自己認識、ウイルス防御機構に至るまで、様々なRNA介在過程において重要な役割を果たし、RNAの構造と機能に影響を与えている。ここで、我々はショウジョウバエメラノガスターの2つのNmメチル化酵素（Nm-MTases）（CG7009とCG5220）を、酵母TRM7とヒトFTSJ1の機能的オルソログとして同定した。CG7009はtRNAPhe、tRNATrp、tRNALeuのウォブル位置のメチル化に関与し、CG5220は同じtRNAのC32位置のメチル化に関与し、さらに追加のtRNAを標的としていることが、MALDI-TOF質量分析とRiboMethSeqマッピングを用いた遺伝子ノックアウト研究により明らかになった。CG7009またはCG5220変異体動物は、生存可能で繁殖力があったが、寿命の減少、small RNA経路の機能不全、およびRNAウイルス感染に対する感受性の増加のような様々な表現型を示した。この結果は、ショウジョウバエのTRM7ファミリーの2つのメンバーの詳細な特徴を初めて明らかにしたものであり、特定のtRNAでNmを触媒する酵素とsmall RNA誘導遺伝子サイレンシング経路との間の分子的な関連を明らかにした。

2'-O-Methylation (Nm) represents one of the most common RNA modifications. Nm affects RNA structure and function with crucial roles in various RNA-mediated processes ranging from RNA silencing, translation, self versus non-self recognition to viral defense mechanisms. Here, we identify two Nm methyltransferases (Nm-MTases) in Drosophila melanogaster (CG7009 and CG5220) as functional orthologs of yeast TRM7 and human FTSJ1. Genetic knockout studies together with MALDI-TOF mass spectrometry and RiboMethSeq mapping revealed that CG7009 is responsible for methylating the wobble position in tRNAPhe, tRNATrp and tRNALeu, while CG5220 methylates position C32 in the same tRNAs and also targets additional tRNAs. CG7009 or CG5220 mutant animals were viable and fertile but exhibited various phenotypes such as lifespan reduction, small RNA pathways dysfunction and increased sensitivity to RNA virus infections. Our results provide the first detailed characterization of two TRM7 family members in Drosophila and uncover a molecular link between enzymes catalyzing Nm at specific tRNAs and small RNA-induced gene silencing pathways.

© The Author(s) 2020. Published by Oxford University Press on behalf of Nucleic Acids Research.