假尿嘧啶修饰（Ψ）是哺乳动物细胞内丰度最高的RNA修饰，由假尿嘧啶合成酶（PUS）家族蛋白催化生成，广泛分布于编码RNA与非编码RNA。现有研究表明Ψ可调控RNA稳定性、翻译效率及剪接等生物学过程；但目前关于其调控mRNA命运的分子机制仍缺乏系统阐释，核心瓶颈之一是尚未发现能够特异性识别Ψ的阅读器，一定程度限制了对Ψ调控通路的解析。与之相比，另一类经典RNA修饰m6A已被证实存在多种功能各异的阅读器，可介导RNA降解、翻译、出核等多种生物学事件。因此，系统筛选并鉴定Ψ特异性阅读器，对深入阐明Ψ的功能与分子机理具有重要意义。

7月15日，同济大学生命科学与技术学院薛剑煌课题组联合史偈君课题组在《分子细胞》（Molecular Cell）杂志在线发表题为“SMD2 reads pseudouridines to regulate mRNA splicing and promote tumorigenesis”的研究论文。该工作首次鉴定到一种Ψ特异性阅读器SMD2。SMD2是剪接体复合物核心组分，体内外结合实验证实，相较于未修饰RNA，SMD2对携带Ψ修饰的前体mRNA（pre-mRNA）具有显著结合偏好。SMD2可识别富集于外显子-内含子交界区域的Ψ修饰位点，协同PUS修饰酶共同调控mRNA可变剪接与成熟进程。功能研究显示，SMD2的编码基因SNRPD2在多种恶性肿瘤中显著上调，且其高表达与患者不良预后密切相关；SNRPD2缺失能够显著阻滞肿瘤细胞增殖，SMD2-Ψ调控轴为肿瘤精准治疗提供了新的潜在靶点。

Ψ在总RNA的尿苷中占比超过7%，在mRNA中丰度也仅次于m6A。为寻找Ψ的阅读器，研究人员利用含有Ψ修饰的RNA探针进行pull-down实验并进行蛋白质谱解析，发现剪接体核心组分之一的SMD2对Ψ相比于U具有显著结合偏好，进一步的体内外实验如SPR，EMSA等也均证实SMD2与Ψ结合的特异性。结构预测显示，SMD2通过多个关键氨基酸残基来特异性结合Ψ，而这些位点的突变显著破坏了SMD2与Ψ的互作。

PUS1与PUS7是负责催化mRNA上Ψ产生的主要蛋白。无论是PUS7缺失或SNRPD2缺失都会影响mRNA的可变剪接，二者缺失后发生可变剪接事件的mRNA存在高度重合，且这些mRNA上大都存在Ψ修饰。当SMD2与Ψ互作的位点被突变之后，其无法挽救SMD2缺失引起的RNA剪接异常，表明Ψ-SMD2的互作直接影响了可变剪接事件的发生。

研究人员利用PRAISE-seq技术绘制了Ψ的分布图谱，确认其主要分布于pre-mRNA内含子区，且在外显子-内含子连接处附近的GU-rich区域显著富集。RIP-seq和PAR-CLIP-seq的实验结果均显示SMD2同样富集在外显子-内含子的连接区域附近，SMD2结合位点的分布谱式与Ψ的分布具有很强的相似性与重合度，提示二者在RNA上的共定位与功能上的相关性。研究人员进一步选择在剪接位点附近同时存在Ψ修饰、被SMD2结合且其mRNA剪接受到SMD2调控的基因，如COPS6和YKT6等进行深入解析，发现降低Ψ修饰水平会直接削弱SMD2与这些靶标RNA的结合，表明Ψ是招募SMD2至特定剪接位点的关键信号。当SMD2或PUS蛋白缺失时，这些基因编码的mRNA剪接出现异常，从而影响细胞增殖与命运。

Ψ-SMD2调控轴并不局限于特定细胞类型。SNRPD2在多种恶性肿瘤中高表达，与患者不良预后密切相关。研究人员在胆管癌和肝细胞癌模型中的功能与机制解析证实了Ψ-SMD2的互作在维持肿瘤细胞快速增殖中的重要作用，也表明Ψ-SMD2的相互作用可能作为癌症治疗的潜在靶点。

总之，该研究证实Ψ也存在特定的阅读器，并可以通过其阅读器SMD2影响mRNA的可变剪接，从而将RNA表观修饰与剪接体活性联系起来。这项工作也表明Ψ与其它RNA修饰相似，可以通过不同的阅读器发挥多样化的功能。

同济大学生命科学与技术学院孟维英、徐默萍、孙树霞、孙智燕为论文共同第一作者，同济大学生命科学与技术学院薛剑煌、史偈君及中山大学附属第一医院黎扬婵为论文共同通讯作者。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家科技重大专项以及国自然面上项目等多个基金项目的支持。

论文链接：https://authors.elsevier.com/a/1nReL3vVUPZOV-