TRMT10AによるmRNAとtRNAのメチル化の調整

Coordination of mRNA and tRNA methylations by TRMT10A.

• R Jordan Ontiveros
• Hui Shen
• Julian Stoute
• Amber Yanas
• Yixiao Cui
• Yuyu Zhang
• Kathy Fange Liu

抄録

メッセンジャーRNA（mRNA）とトランスファーRNA（tRNA）の転写後修飾は、遺伝子発現中にさらに複雑な制御層を提供します。ここでは、tRNAメチル化酵素TRMT10AがmRNA脱メチル化酵素FTO(ALKBH9)と相互作用していることをin vitroおよび細胞内で示している。TRMT10AはtRNAに-メチルグアノシン(mG)を導入し、FTOはmRNA中の-メチルアデノシン(mA)と2'--ジメチルアデノシン(mA)を脱メチル化する。TRMT10AのアブレーションはtRNA中のmGを減少させるだけでなく、mRNA中のmAをも有意に増加させることを示した。また、TRMT10AはFTOと関連するmRNAの重要なオーバーラップを共有しており、これらのmRNAは、特定のmAリーダーであるYTHDF2によって制御されている可能性があることを示している。さらに、TRMT10AのアブレーションによりmAが増加した転写物は、tRNA、tRNA、およびtRNAによって読み取られるmG9を含むtRNAのコドンの過剰発現を含んでいた。これらの知見をまとめると、協調したmRNAとtRNAのメチル化の存在が明らかになり、mRNAとtRNA修飾酵素の相互作用を介して遺伝子発現を制御するメカニズムが示された。

The posttranscriptional modification of messenger RNA (mRNA) and transfer RNA (tRNA) provides an additional layer of regulatory complexity during gene expression. Here, we show that a tRNA methyltransferase, TRMT10A, interacts with an mRNA demethylase FTO (ALKBH9), both in vitro and inside cells. TRMT10A installs -methylguanosine (mG) in tRNA, and FTO performs demethylation on -methyladenosine (mA) and ,2'--dimethyladenosine (mA) in mRNA. We show that TRMT10A ablation not only leads to decreased mG in tRNA but also significantly increases mA levels in mRNA. Cross-linking and immunoprecipitation, followed by high-throughput sequencing results show that TRMT10A shares a significant overlap of associated mRNAs with FTO, and these mRNAs have accelerated decay rates potentially through the regulation by a specific mA reader, YTHDF2. Furthermore, transcripts with increased mA upon TRMT10A ablation contain an overrepresentation of mG9-containing tRNAs codons read by tRNA, tRNA, and tRNA These findings collectively reveal the presence of coordinated mRNA and tRNA methylations and demonstrate a mechanism for regulating gene expression through the interactions between mRNA and tRNA modifying enzymes.