更新于：2024-11-01

NAT10

更新于：2024-11-01

基本信息

别名

18S rRNA cytosine acetyltransferase、ALP、FLJ10774

+ [9]

简介

RNA cytidine acetyltransferase that catalyzes the formation of N(4)-acetylcytidine (ac4C) modification on mRNAs, 18S rRNA and tRNAs (PubMed:25411247, PubMed:25653167, PubMed:30449621). Catalyzes ac4C modification of a broad range of mRNAs, enhancing mRNA stability and translation (PubMed:30449621). mRNA ac4C modification is frequently present within wobble cytidine sites and promotes translation efficiency (PubMed:30449621). Mediates the formation of ac4C at position 1842 in 18S rRNA (PubMed:25411247). May also catalyze the formation of ac4C at position 1337 in 18S rRNA (By similarity). Required for early nucleolar cleavages of precursor rRNA at sites A0, A1 and A2 during 18S rRNA synthesis (PubMed:25411247, PubMed:25653167). Catalyzes the formation of ac4C in serine and leucine tRNAs (By similarity). Requires the tRNA-binding adapter protein THUMPD1 for full tRNA acetyltransferase activity but not for 18S rRNA acetylation (PubMed:25653167). In addition to RNA acetyltransferase activity, also able to acetylate lysine residues of proteins, such as histones, microtubules, p53/TP53 and MDM2, in vitro (PubMed:14592445, PubMed:17631499, PubMed:19303003, PubMed:26882543, PubMed:27993683, PubMed:30165671). The relevance of the protein lysine acetyltransferase activity is however unsure in vivo (PubMed:30449621). Activates telomerase activity by stimulating the transcription of TERT, and may also regulate telomerase function by affecting the balance of telomerase subunit assembly, disassembly, and localization (PubMed:14592445, PubMed:18082603). Involved in the regulation of centrosome duplication by acetylating CENATAC during mitosis, promoting SASS6 proteasome degradation (PubMed:31722219). Part of the small subunit (SSU) processome, first precursor of the small eukaryotic ribosomal subunit. During the assembly of the SSU processome in the nucleolus, many ribosome biogenesis factors, an RNA chaperone and ribosomal proteins associate with the nascent pre-rRNA and work in concert to generate RNA folding, modifications, rearrangements and cleavage as well as targeted degradation of pre-ribosomal RNA by the RNA exosome (PubMed:34516797).

关联

项与 NAT10 相关的药物

#7586-3507

靶点

NAT10

作用机制

NAT10 inhibitors

在研机构

上海交通大学 [+2]

原研机构

上海交通大学 [+2]

在研适应症

肿瘤

非在研适应症-

最高研发阶段临床前

首次获批国家/地区-

首次获批日期1800-01-20

Remodelin

靶点

NAT10

作用机制

NAT10 inhibitors

在研机构

University of Cambridge

原研机构

University of Cambridge

在研适应症

早衰

非在研适应症-

最高研发阶段临床前

首次获批国家/地区-

首次获批日期1800-01-20

100 项与 NAT10 相关的临床结果

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100 项与 NAT10 相关的转化医学

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0 项与 NAT10 相关的专利（医药）

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330

项与 NAT10 相关的文献（医药）

2024-12-31·Epigenetics

MK-801-exposure induces increased translation efficiency and mRNA hyperacetylation of Grin2a in the mouse prefrontal cortex

Article

作者: Ye, Haihong ; Zhao, Jialu ; Zhang, Ying ; Zhao, Tian ; Xue, Liting ; Liu, Xu

Acute exposure to MK-801, the non-competitive N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor antagonist, induces schizophrenia-like behavioural changes in juvenile male mice. However, the effects of acute MK-801 exposure on brain gene expression at the translation level remain unclear. Here, we conducted ribosome profiling analysis on the prefrontal cortex (PFC) of acute MK-801-exposed juvenile male mice. We found 357 differentially translated genes, with the N⁴-acetylcytidine (ac⁴C) consensus motif enriched in the transcripts with increased translation efficiency. Acetylated RNA immunoprecipitation sequencing revealed 148 differentially acetylated peaks, of which 121 were hyperacetylated, and 27 were hypoacetylated. Genes harbouring these peaks were enriched in pathways related to axon guidance, Hedgehog signalling pathway, neuron differentiation, and memory. Grin2a encodes an NMDA receptor subunit NMDAR2A, and its human orthologue is a strong susceptibility gene for schizophrenia. Grin2a mRNA was hyperacetylated and exhibited significantly increased translation efficiency. NMDAR2A protein level was increased in MK-801-exposed PFC. Pretreatment of Remodelin, an inhibitor of N-acetyltransferase 10, returned the NMDAR2A protein levels to normal and partially reversed schizophrenia-like behaviours of MK-801-exposed mice, shedding light on the possible role of mRNA acetylation in the aetiology of schizophrenia.

2024-12-01·Cellular and Molecular Life Sciences

N4-acetylcytidine modifies primary microRNAs for processing in cancer cells

Article

作者: Yu, Jianxiu ; Chen, Ran ; Lu, Runhui ; Zhang, Hailong ; Huang, Jian ; Wang, Yanli ; Zhao, Xian ; Li, Lian ; Cao, Yingting ; Huang, Jiayi ; Huang, Caihu

AbstractN4 acetylcytidine (ac4C) modification mainly occurs on tRNA, rRNA, and mRNA, playing an important role in the expression of genetic information. However, it is still unclear whether microRNAs have undergone ac4C modification and their potential physiological and pathological functions. In this study, we identified that NAT10/THUMPD1 acetylates primary microRNAs (pri-miRNAs) with ac4C modification. Knockdown of NAT10 suppresses and augments the expression levels of mature miRNAs and pri-miRNAs, respectively. Molecular mechanism studies found that pri-miRNA ac4C promotes the processing of pri-miRNA into precursor miRNA (pre-miRNA) by enhancing the interaction of pri-miRNA and DGCR8, thereby increasing the biogenesis of mature miRNA. Knockdown of NAT10 attenuates the oncogenic characters of lung cancer cells by regulating miRNA production in cancers. Moreover, NAT10 is highly expressed in various clinical cancers and negatively correlated with poor prognosis. Thus, our results reveal that NAT10 plays a crucial role in cancer initiation and progression by modulating pri-miRNA ac4C to affect miRNA production, which would provide an attractive therapeutic strategy for cancers.

2024-11-01·Molecular Metabolism

Improvement of MASLD and MASH by suppression of hepatic N-acetyltransferase 10

Article

作者: Lu, Jie ; Ma, Xiaojing ; Luo, Yunchen ; Liu, Yuejun ; Zhang, Ni ; Yang, Yanying ; Zheng, Ming-Hua ; Hu, Cheng ; Dong, Zhixia ; Lu, Yan ; Ma, Mingyue ; Ruan, Cheng-Chao ; Wan, Xinjian ; Zhou, Bing ; Zhang, Shuo

OBJECTIVEMetabolic dysfunction-associated steatotic liver disease (MASLD) and metabolic dysfunction-associated steatohepatitis (MASH) are characterized by excessive triglyceride accumulation in the liver. However, due to an incomplete understanding of its pathogenesis, more efforts are needed to identify specific and effective treatments. N4-acetylcytidine (ac4C) is a newly discovered RNA modification to regulate mRNA. N-acetyltransferase 10 (NAT10) has not been fully explored in MASLD and MASH.METHODSThe clinical relevance of NAT10 was evaluated based on its expression in various mouse and human models of MASLD and MASH. Acetylated RNA immunoprecipitation sequencing and mRNA stability assays were used to explore the role of NAT10 in regulating ac4C modification and expression of target genes. Genetically engineered mice were employed to investigate the role of NAT10 in MASLD and MASH progression.RESULTSHepatic NAT10 expression was significantly increased in multiple mice and humans of MASLD and MASH. Genetic knockout of NAT10 protected mice from diet-induced hepatic steatosis and steatohepatitis, whereas overexpression of NAT10 exacerbated high-fat-diet-induced liver steatosis. Mechanistically, NAT10 binds to Srebp-1c mRNA, promoting its stability and expression, thereby upregulating lipogenic enzymes. Treatment with Remodelin, a NAT10-specific inhibitor, effectively ameliorates liver steatosis and dyslipidemia in a preclinical mouse model.CONCLUSIONSOur findings indicate that NAT10 could regulate lipid metabolism in MASLD and MASH by stabilizing Srebp-1c mRNA and upregulating lipogenic enzymes. This study highlights the role of NAT10 and RNA acetylation in the pathogenesis of MASLD and MASH. Thus, our findings suggest a promising new therapeutic approach, such as the use of NAT10 inhibitor, for treating metabolic liver disease.

项与 NAT10 相关的新闻（医药）

2024-08-02

·今日头条

【Nature子刊】北京大学杜晓娟团队：缓解肝癌耐药性的新机制

本文为转化医学网原创，转载请注明出处作者：Jerry 导读：超过一半的肝细胞癌（HCC）患者因化疗耐药而严重影响了化疗效果。然而，化疗诱导耐药基因上调的机制尚未完全阐明。 7月31日，北京大学杜晓娟研究团队在期刊《Cell Death&Disease》上发表了研究论文，题为“Chemotherapy-induced acetylation of ACLY by NAT10 promotes its nuclear accumulation and acetyl-CoA production to drive chemoresistance in hepatocellular carcinoma”，在这项研究中，研究人员揭示了一种新的机制，控制核酸乙酰辅酶A的产生，激活耐药基因在HCC中的转录。在HCC组织中，NAT10的表达上调，其上调与HCC患者的不良预后相关。NAT10也在耐药的HCC细胞中上调。靶向NAT10可增加HCC细胞和小鼠异种移植物对化疗的毒性。在化疗期间，NAT10从核仁转移到细胞核中，激活CYP2C9和PIK3R1的转录。此外，NAT10还特异性上调核酸乙酰辅酶A的表达。机制上，NAT10在细胞核中与ACLY结合，在K468位点乙酰化ACLY，以对抗SQSTM1-介导的降解。ACLY K468-Ac特异性地在细胞核中积累，通过增强H3K27ac来增加核酸乙酰辅酶A的产生，从而激活CYP2C9和PIK3R1的转录。值得注意的是，K468是ACLY在细胞核中定位所必需的。重要的是，HCC组织中ACLY K468-Ac的表达上调，敲除ACLY K468-Ac可增强HCC细胞和小鼠异种移植物对化疗的敏感性。这些研究结果共同表明，NAT10是一种新型的耐药驱动因子。阻断NAT10介导的ACLY K468-Ac具有缓解HCC耐药性的潜力。 https://www.nature.com/articles/s41419-024-06951-9#Sec12 背景知识 01 肝细胞癌（HCC）是全球第三大癌症死亡原因，每年约有60万人因此死亡。大多数HCC患者在晚期被诊断出来，失去了进行手术切除的机会。化疗和酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）已成为晚期HCC患者的主要治疗手段。最近有报道称，基于化疗的肝动脉灌注（HAIC）可以避免经动脉化疗栓塞术（TACE）引起的缺氧，使HCC患者的总生存期延长5.1个月，比索拉非尼为基础的TKIs治疗效果更好，成为治疗晚期HCC患者的一种有前景的治疗手段。然而，约54%的HCC患者对化疗为基础的HAIC没有反应，因为存在化疗耐药性。因此，更好地了解化疗耐药的机制将为改善HCC的治疗效果提供新的策略。化疗耐药是由药物转运、药物代谢、细胞存活信号通路和DNA损伤修复相关基因的转录上调引起的。在这些通路中，细胞色素P450 (P450)酶的表达和活性的增加通过促进药物在HCC中的代谢来降低全身药物水平。更重要的是，AKT信号通路的过度激活通过抑制凋亡和促进细胞存活来促进肝癌的化疗耐药。因此，这些基因的转录上调在化疗耐药中起着驱动作用。基因转录通过组蛋白乙酰化激活，乙酰化中和组蛋白正电荷，从而放松组蛋白和DNA之间的相互作用，从而促进转录因子与启动子的结合。乙酰辅酶A (acetyl- coa)是蛋白质乙酰化的必需乙酰供体，而乙酰辅酶A对组蛋白乙酰化高度敏感。鉴于乙酰辅酶A是一种高能量且不稳定的分子，乙酰辅酶A在细胞核内的快速生成可能确保其在DNA损伤的化疗中用于组蛋白乙酰化。此外，乙酰辅酶A在不同的亚细胞区室中的丰度受到生理条件或应激的精确控制。因此，探索乙酰辅酶A核内产生的机制将有助于更好地理解在化疗耐药中基因转录的上调。靶向NAT10可使肝癌细胞和小鼠异种移植瘤对化疗敏感 02 研究人员分析了人类蛋白质图谱(HPA)数据库中的免疫组化数据，评估了NAT10在人肝癌组织中的表达水平。与非肿瘤肝组织相比，NAT10在HCC肿瘤组织中表达上调。此外，NAT10高表达与较短的生存期相关，提示靶向NAT10可能改善HCC患者的预后。为了探索NAT10在肝癌化疗耐药中的作用，研究人员建立了Huh7- oxa -r细胞，发现NAT10在Huh7- oxa -r细胞中的表达较亲本细胞上调。研究人员以Huh7-NAT10 shRNA-1、Huh7-NAT10 shRNA-2和Huh7-control shRNA细胞为研究对象，检测了各组细胞对阿霉素和奥沙利铂的IC50。敲低NAT10降低了这些化疗药物的IC50。此外，敲低NAT10在OXA和多柔比星(DOX)处理下抑制肝癌细胞生长并诱导凋亡。这些结果表明靶向NAT10可使肝癌细胞对化疗增敏。另外，异位表达Flag-NAT10增强了肝癌细胞的化疗耐药性，而乙酰转移酶死亡突变体Flag-NAT10 G641E则无法做到这一点。这些结果表明，NAT10通过其乙酰转移酶活性促进HCC化疗耐药。靶向NAT10使肝癌细胞和小鼠异种移植物对化疗增敏为了进一步证实NAT10在体内化疗耐药中的作用，研究人员将Huh7-NAT10 shRNA-1、Huh7-NAT10 shRNA-2和huh7 -对照shRNA细胞皮下植入BALB/c裸鼠。当肿瘤体积达到50-100 mm3时，每周腹腔注射奥沙利铂2次，当肿瘤最大直径达到1.5 cm时结束实验。在小鼠异种移植瘤模型中，敲低NAT10可显著降低肿瘤体积和重量。因此，研究人员证明NAT10促进HCC细胞和体内的化疗耐药。 ACLY K468-Ac赋予HCC细胞和小鼠异种移植物化疗耐药性 03 为了确定ACLY K468-Ac是否控制HCC细胞的化疗耐药，研究人员测定了奥沙利铂和阿霉素在Huh7-GFP、Huh7-GFP-ACLY和Huh7-GFP-ACLY K468R细胞中的IC50值。奥沙利铂和阿霉素的IC50值在GFP-ACLY细胞中升高，而在GFP-ACLY K468R细胞中升高，表明ACLY K468-Ac驱动HCC的化疗耐药。为了进一步证实ACLY K468-Ac在体内化疗耐药中的作用，研究人员将Huh7-GFP、Huh7-GFP-ACLY和Huh7-GFP-ACLY K468R细胞皮下植入BALB/c裸鼠，并用奥沙利铂治疗小鼠。来自Huh7-GFP-ACLY的异种移植物肿瘤体积和重量显著增加，而来自Huh7-GFP-ACLY K468R的异种移植物肿瘤体积和重量显著增加，表明ACLY K468-Ac赋予HCC细胞和小鼠异种移植物化疗耐药性。PIK3R1和CYP2C9在小鼠异种移植物中的表达也通过ACLY K468-Ac上调。此外，与非肿瘤组织相比，HCC肿瘤组织中ACLY K468-Ac水平上调。这些结果表明ACLY K468-Ac驱动HCC的化疗耐药。研究小结 04 总之，本研究揭示了化疗诱导的ACLY K468被NAT10乙酰化驱动HCC化疗耐药。抑制NAT10-ACLY K468-Ac轴为加强晚期HCC患者化疗疗效提供了一种有希望的策略。参考资料： https://www.nature.com/articles/s41419-024-06951-9#Sec12 【关于投稿】转化医学网（360zhyx.com）是转化医学核心门户，旨在推动基础研究、临床诊疗和产业的发展，核心内容涵盖组学、检验、免疫、肿瘤、心血管、糖尿病等。如您有最新的研究内容发表，欢迎联系我们进行免费报道（公众号菜单栏-在线客服联系），我们的理念：内容创造价值，转化铸就未来！转化医学网（360zhyx.com）发布的文章旨在介绍前沿医学研究进展，不能作为治疗方案使用；如需获得健康指导，请至正规医院就诊。热门·直播/活动 🕓 北京｜09月20日-21日 ▶ 第五届单细胞技术应用研讨会暨空间组学前沿研讨会欢迎您的参与！点击对应文字查看详情

放射疗法临床结果

2024-07-29

·奇点网

肝癌促癌罪犯！

*仅供医学专业人士阅读参考表观遗传促癌的机制研究，奇点糕们一直以来都没少唠，毕竟这个领域实在是博大精深又相当玄妙，不过在奇点糕的印象里，还没怎么提及过癌症中有关mRNA表观遗传修饰的研究，那就借着一项来自我国学者的最新研究，把空白给补上好啦~华中科技大学同济医学院附属同济医院陈孝平、张必翔、丁则阳团队与山西白求恩医院贺杰峰等国内研究者合作，在Cancer Communications发表的最新研究成果显示，N4-乙酰胞苷（ac4C）mRNA修饰对肝细胞癌（HCC）进展和转移有重要推动作用，而针对相关调控轴NAT10-ac4C/eEF2-HMGB2进行干预，有望为HCC精准治疗提供全新策略[1]。论文首页截图ac4C修饰及其修饰酶NAT10，近年来的关注热度一直不低，我国学者此前已经在膀胱癌、宫颈癌、结直肠癌等多种实体瘤中，发现了它们作为促癌“黑手”的角色[2-4]，且也有研究显示NAT10可能参与了调控HCC的疾病进展、转移和TKI类靶向药治疗耐药[5-6]。同济医院团队主导进行的本次研究，则希望进一步阐明NAT10-ac4C修饰促肝癌的下游机制。研究者们首先分析了HCC患者肿瘤样本及周围正常组织，证实HCC肿瘤内普遍存在RNA ac4C乙酰化修饰及NAT10的高表达，且NAT10高表达与肝癌患者较差的临床病理特征，如疾病分期较晚、属于预后相对不佳的分子亚型均显著相关；接下来，研究者们敲低了HCC细胞的NAT10水平，以分析NAT10-ac4C修饰对HCC发生发展的影响幅度和具体作用机制。实验显示，敲低NAT10使HCC细胞中含有ac4C修饰的RNA和mRNA显著减少，HCC细胞的细胞活力、克隆形成能力和迁移/远处转移能力也同时显著下降，换句话说就是敲低NAT10把HCC细胞给“废掉”了，且小鼠实验的结论也与细胞实验保持一致。而acRIP-seq测序结果显示，敲低NAT10还会全面降低HCC细胞内的mRNA翻译效率。敲低NAT10可通过降低mRNA翻译效率，直接抑制HCC细胞的增殖和转移能力接下来，研究者们综合分析多种测序方法得到的数据，发现NAT10/ac4C修饰调控的直接靶基因为HMGB2，它可能是影响mRNA翻译效率的关键；双荧光素酶实验显示，NAT10/ac4C修饰确实能提高HMGB2 mRNA的翻译效率，进而调控HCC细胞mRNA的翻译效率以促癌，过表达HMGB2即能恢复敲低NAT10对HCC细胞增殖和转移的抑制，HMGB2表达水平也与HCC患者的生存预后挂钩。不过在既往研究中，ac4C修饰往往不会通过直接结合来影响特定蛋白的表达水平，它们也需要找个“白手套”，研究者们很快就把这回的白手套揪了出来：分析显示，ac4C修饰会增强HMGB2 mRNA的2/3外显子与真核翻译延长因子2（eEF2）的结合能力，使HMGB2 mRNA的翻译增加，从而阐明了ac4C修饰上调HCC细胞HMGB2水平，进而促癌的完整调控通路。ac4C修饰可上调HMGB2 mRNA的翻译以促癌阐明调控机制之后，当然就要寻找潜在的治疗策略，为此研究者们模拟了可导致NAT10催化ac4C修饰功能下降的突变位点（G641E），并以此筛选候选治疗药物，脱颖而出的是组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂Panobinostat，它可有效结合并阻断NAT10的“催化口袋”，进而抑制对促进HCC发生有关键意义的ac4C修饰，有望在未来参与HCC精准治疗。研究内容一图总结参考文献：[1]Liu H, Xu L, Yue S, et al. Targeting N4‐acetylcytidine suppresses hepatocellular carcinoma progression by repressing eEF2‐mediated HMGB2 mRNA translation[J]. Cancer Communications, 2024. [2]Xie R, Cheng L, Huang M, et al. NAT10 drives cisplatin chemoresistance by enhancing ac4C-associated DNA repair in bladder cancer[J]. Cancer Research, 2023, 83(10): 1666-1683.[3]Jin C, Wang T, Zhang D, et al. Acetyltransferase NAT10 regulates the Wnt/β-catenin signaling pathway to promote colorectal cancer progression via ac4C acetylation of KIF23 mRNA[J]. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research, 2022, 41: 345.[4]Chen X, Hao Y, Liu Y, et al. NAT10/ac4C/FOXP1 promotes malignant progression and facilitates immunosuppression by reprogramming glycolytic metabolism in cervical cancer[J]. Advanced Science, 2023, 10(32): 2302705.[5]Ma R, Chen J, Jiang S, et al. Up regulation of NAT10 promotes metastasis of hepatocellular carcinoma cells through epithelial-to-mesenchymal transition[J]. American Journal of Translational Research, 2016, 8(10): 4215-4223.[6]Pan Z, Bao Y, Hu M, et al. Role of NAT10-mediated ac4C-modified HSP90AA1 RNA acetylation in ER stress-mediated metastasis and lenvatinib resistance in hepatocellular carcinoma[J]. Cell Death Discovery, 2023, 9: 56.本文作者丨谭硕

信使RNA

2024-05-06

·生物探索

Nucleic Acids Res | 破解60年难题！周小龙团队实现RNA定点高效乙酰化修饰

引言RNA乙酰化是一种普遍存在于各种RNA中的转录后修饰。细菌甲硫氨酸tRNA中tRNA的第34位( ac4C34 )和真核生物tRNASer和tRNALeu中的第12位( ac4C12 )存在乙酰化修饰。人们对ac4C34的生化机制、结构基础和功能意义有了深入的了解；然而，尽管ac4C12修饰活性在20世纪60年代被发现，并被鉴定为Kre33 / NAT10和Tan1 / THUMPD1修饰装置，但近60年来，ac4C12修饰活性从未被重建。2024年4月13日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）周小龙团队在Nucleic Acids Research 上在线发表题为“Activity reconstitution of Kre33 and Tan1 reveals a molecular ruler mechanism in eukaryotic tRNA acetylation”的研究论文，该研究成功重组了酵母Kre33和Tan1的ac4C12修饰活性。ac4C12的生物合成主要依赖于一个最小的元件集，包括一个典型的受体茎，11CCG13基序的存在和正确的D臂方向，这表明了一个分子标尺机制。单个A13G突变赋予ac4C12对多个非底物tRNA的修饰。此外，将ac4C修饰引入到小RNA中，ac4C12修饰在体外和体内对tRNA的解链温度和氨酰化修饰的贡献很小。总之，该结果实现了体外活性重构，揭示了ac4C12生物合成的tRNA底物选择机制，并开发了一个有价值的制备乙酰化tRNA和非tRNA RNA物种的系统，这将促进乙酰化在RNA结构和功能中的功能解释。RNA上修饰了超过150种不同的化学修饰，统称为RNA RNA表观遗传学。在各种RNA类别中，转运RNA ( transfer RNAs，tRNAs )具有最广泛和多样的修饰，占鉴定到的修饰的80 % 。乙酰化是一种普遍存在的转录后修饰，存在于各种类型的RNA [信使RNA ( mRNA )、tRNA和核糖体RNA ( rRNA )]中，遍及生命的所有分支。迄今为止，已经报道了两个乙酰化残基，N6 -乙酰腺苷( ac6A )和N4 -乙酰胞苷( ac4C )。而ac6A只存在于古菌的tRNAs 中，ac4C则存在于生命体的所有结构域中。ac4C在人类mRNA编码区的优势分布是先前观察到的。之前已经观察到ac4C在人类mRNA编码区的优势分布。然而，最近的一项研究未能在生理条件下鉴定人和酵母mRNA中的ac4C位点。在哺乳动物和酵母的18S rRNA中也发现了ac4C的修饰，它有助于rRNA前体的加工和翻译的准确性。在细菌tRNA中，ac4C只存在于延伸体甲硫氨酸tRNA的摆动位置(第34位, ac4C34)。在此位置，乙酰化主要由GCN5相关的乙酰转移酶TmcA催化。因此，ac4C34修饰可以通过TmcA在体外成功重组。对TmcA的生化和结构研究揭示了其催化机理，表明其利用乙酰辅酶A (作为乙酰基供体)和ATP作为底物。此外，最近的一项研究鉴定了枯草芽孢杆菌中负责ac4C34生物合成的甲硫氨酸tRNA胞苷乙酸酯连接酶( TmcAL )。对TmcAL活性的重构发现，TmcAL以乙酸盐为乙酰基供体，其催化机制( tRNA类氨酰化机制)和结构域组成与TmcA完全不同，ac4C34通过确保AUG Met密码子的精确解码，同时防止近同源AUA Ile密码子的误读，对翻译的准确性起着至关重要的作用。古菌tRNA也存在ac4C修饰，但修饰位点更为多样，覆盖了多种古菌的多个tRNA。古菌ac4C修饰酶已被鉴定。古菌tRNA ac4C修饰在较高温度下受到刺激，乙酰转移酶缺陷型菌株表现出温度依赖性生长缺陷，表明温度依赖性ac4C生物合成是古菌独特的适应性生存策略。然而，ac4C修饰的缺失对古菌tRNA的熔解温度( Tm )没有影响。迄今为止，有关古菌ac4C修饰酶活性的体外研究尚未见报道。ac4C水平的改变与多种人类疾病相关，包括炎症、糖尿病、肾衰竭、肺纤维化、多发性硬化症和各种感染。由于ac4C在mRNA、tRNA和rRNA上的广泛分布，ac4C相关疾病不能仅仅归因于tRNA的低修饰。然而，THUMPD1中的一系列双等位基因变异会损害其活性，并导致ac4C12修饰的丢失。这些变化导致了一种综合征形式的智力残疾，突出了tRNA ac4C12与人类疾病的直接关联。尽管该领域对细菌ac4C34生物合成的分子机制及其在Met密码子解码中的生物学意义有了较为清晰的认识，但目前对真核生物ac4C12修饰的认识，包括修饰机制、tRNA底物选择、结构基础及其对tRNA结构和功能的影响等，仍然非常有限。此外，Tan1 / THUMPD1在ac4C12生物发生中的结构和功能知之甚少。此外，NAT10和THUMPD1致病变异的机制尚不清楚。这些局限性至少部分源于真核生物tRNA ac4C12修饰从未在体外重组。因此，最近一项研究ac4C12对tRNA热力学性质的潜在影响依赖于tRNA D - arm中含ac4C12片段的化学固相RNA合成，但不能利用完整的tRNA。由于未能制备出ac4C12修饰的tRNA，极大地阻碍了对ac4C12在tRNA结构和功能中的分子机制和潜在作用的理解。模式图（Credit: Nucleic Acids Research)因此，该研究基于已解析和预测的酵母Kre33结构，构建并纯化了一个C -末端柔性结构域( flexible domain，FD )截短的Kre33。通过Kre33-Tan1活性成功重组了tRNASer和tRNALeu的ac4C12修饰。体外和体内数据表明，Tan1识别tRNA是通过协调的蛋白质- RNA相互作用介导的。现ac4C12至少在体外对tRNA转录本的Tm值没有影响，在体内和体外对tRNASer和tRNALeu的带电水平也没有影响。总之，该结果首次在体外重建了ac4C12的修饰，并提出了真核生物ac4C12生物合成中tRNA底物选择的原则，为进一步研究真核生物ac4C12修饰的分子机制、结构基础和功能意义以及ac4C12相关疾病的分子病因学奠定了坚实的基础。原文链接https://doi.org/10.1093/nar/gkae228责编|探索君排版|探索君文章来源|“iNature”End往期精选围观一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版）热文Nature | 破除传统：为何我们需要重新思考肿瘤的命名方式热文Nature | 2024年值得关注的七项技术热文Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望热文CRISPR技术进化史 | 24年Cell综述

信使RNA抗体药物偶联物