实体癌肿瘤内部的一个特征是缺氧，它重编程核糖体rna的甲基化

缺氧——组织缺乏足够的氧气供应——是实体癌肿瘤内部的一个特征，使其具有高度侵袭性并对治疗产生抗药性。研究细胞如何通过改变新陈代谢在低氧环境中生存来适应这种关键的应激源，对于更好地理解肿瘤的生长和扩散是很重要的。

阿拉巴马大学伯明翰分校的病理学教授Rajeev Samant博士领导的研究人员现在报告说，令人惊讶的是，慢性缺氧上调了RNA聚合酶I的活性，并改变了核糖体RNA的甲基化模式。这些改变的核糖体RNA上的表观遗传标记似乎创造了一个专门的核糖体池，可以区别地调节信使RNA的翻译。

这支持了一个在生物学上争论已久的假设，即核糖体蛋白质工厂可以在应激反应中重新编程，以有利于某些蛋白质的制造。

核糖体是由核糖体rna和核糖体蛋白质组成的大分子机器哺乳动物细胞可能有多达1000万个。它们依次读取信使RNA来引导核糖体添加特定的氨基酸，从20种不同的氨基酸中选择，到一个不断增长的肽链中，折叠形成完整的蛋白质。信使RNA是该蛋白质的DNA基因的副本，它携带着从染色体到核糖体构建蛋白质的基因信息。

在UAB研究中作为模型的低氧乳腺肿瘤、乳腺上皮和乳腺上皮细胞系中发现RNA聚合酶I活性显著升高，这是意料之外的，因为RNA聚合酶I是唯一用于制造核糖体RNA的RNA聚合酶，且受到严格调控。人们可能会认为缺氧细胞会想要减少核糖体RNA的合成来节省能量，而不是制造更多的能量。但与UAB研究人员在缺氧细胞中发现的增加的RNA聚合酶I相一致，也增加了核糖体生物起源在缺氧模型细胞系和小鼠自发肿瘤的缺氧区域，通过增加核仁和另一项测试来测量。

但是这些新的核糖体与在正常氧水平下生长的细胞中发现的核糖体不同吗?

定义特化核糖体的一个主要挑战是缺乏一种方法来选择性地分离可能具有功能多样性的核糖体亚群。为了选择性地分离亚种群，UAB团队使用了一种名为VEGF-C的蛋白质的信使RNA，这种蛋白质可以促进血管生成。已知缺氧会触发血管生成和VEGF-C表达的升高。此外，在缺氧期间，VEGF-C信使RNA由一个替代核糖体入口点翻译，由VEGF-C信使RNA上的内部核糖体入口位点(IRES)序列控制。

Samant和他的同事发现，在他们的细胞模型中，缺氧可以诱导VEGF-C的产生。他们能够使用VEGF-C IRES拉下缺氧的核糖体，他们发现这些核糖体在其18S, 28S和5.8S核糖体rna上有甲基化的模式，这与在正常氧气中生长的细胞的核糖体rna不同。

在额外的详细工作中，UAB的研究人员试图揭示在缺氧条件下控制核糖体RNA甲基化模式变化的潜在机制的线索。

Samant和他的同事们发现一种叫做NMI的蛋白质的表达在蛋白质和信使RNA水平。NMI包含一个以前未被描述的RNA识别基序，可以结合单链RNA。

细胞核仁中的一类单链非编码RNA称为snord，已知可引导甲基转移酶纤原蛋白对核糖体RNA的特定碱基进行甲基化。当UAB的研究人员调查哪些RNA物种可以与NMI结合时，“让我们兴奋的是，”萨曼特说，“我们发现许多与NMI结合的排名靠前的RNA实体是snord。”人类细胞中有超过106个snord引导甲基转移酶到达特定的位点;NMI结合了9个与低氧核糖体rna上14个甲基化位点变化相关的snord。NMI还结合甲基转移酶纤原蛋白。

Samant说:“我们推测NMI可以调节可相互作用的纤原蛋白和snord的可用池，这很可能会影响rRNA的甲基化模式。”

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