mRNA上の内部部位での2'-Oメチル化は、mRNAの安定性を促進します

2'-O-メチル化（NM）は、非コードRNAでよく知られている顕著なRNA修飾であり、最近では多くのmRNA内部部位でも見られます。ただし、それらの機能と塩基分解能の化学量論的測定法は未定です。ここでは、mRNAの安定性に対する内部部位NMのトランスクリプトーム全体の効果を調査します。Nanoporeシーケンスと開発された機械学習方法であるNanonmを組み合わせて、単一のベース解像度でmRNAの何千ものNMサイトを特定します。mRNAの安定性と発現レベルに対するFBLを介したNM修飾のプラスの効果を観察します。癌細胞におけるFBL発現の上昇は、癌経路の2'-O-メチル化mRNAの発現レベルの増加に関連しており、転写後の調節におけるFBLの役割を意味します。最後に、FBLを介した2'-O-メチル化は、RNAの安定性をグローバルに増加させるメカニズムである広範な3 'UTR短縮に接続することがわかります。まとめて、mRNA内部部位でのFBLを介したNM修飾がmRNAの安定性を高めることにより遺伝子発現を調節することを実証します。

2'-O-methylation (Nm) is a prominent RNA modification well known in noncoding RNAs and more recently also found at many mRNA internal sites. However, their function and base-resolution stoichiometry remain underexplored. Here, we investigate the transcriptome-wide effect of internal site Nm on mRNA stability. Combining nanopore sequencing with our developed machine learning method, NanoNm, we identify thousands of Nm sites on mRNAs with a single-base resolution. We observe a positive effect of FBL-mediated Nm modification on mRNA stability and expression level. Elevated FBL expression in cancer cells is associated with increased expression levels for 2'-O-methylated mRNAs of cancer pathways, implying the role of FBL in post-transcriptional regulation. Lastly, we find that FBL-mediated 2'-O-methylation connects to widespread 3' UTR shortening, a mechanism that globally increases RNA stability. Collectively, we demonstrate that FBL-mediated Nm modifications at mRNA internal sites regulate gene expression by enhancing mRNA stability.