Tent4a-KO 基因敲除小鼠

TENT4a，也称为PAPD7，是一种非典型的多聚腺苷酸聚合酶。在真核生物中，RNA的3'端通常以多聚腺苷酸（poly(A)）尾巴结束，这对mRNA的稳定性、定位、翻译和降解都起着重要作用。TENT4a和TENT4b（PAPD5）被发现在mRNA的3'端进行非模板的核苷酸添加，生成一个混合的poly(A)尾巴，其中包含间歇性的非腺苷酸残基，最常见的非腺苷酸是鸟苷[1]。这种混合尾巴可以保护mRNA免受快速脱腺苷酸化，从而延长mRNA的半衰期和丰度[1]。

在哺乳动物中，TENT4a和TENT4b对于3' RNA尿苷化过程也发挥着重要作用。3' RNA尿苷化是一种非模板的尿苷添加过程，它在表观转录组学中发挥着关键作用，参与基因表达调控[2]。尿苷化过程可以促进许多多聚腺苷酸化mRNA的降解，以及缺乏poly(A)尾巴的复制依赖性组蛋白mRNA和结构异常的非编码RNA的降解[2]。此外，尿苷化还参与调节某些microRNA的生物发生，并生成具有改变功能的microRNA变体[2]。

除了在mRNA的稳定性调控中发挥作用，TENT4a还参与了DNA损伤耐受的调节。研究发现，TENT4a可以调节多个生物学途径，特别是通过多层次的机制调控跨损伤DNA合成（TLS），这是一种错误倾向的DNA聚合酶绕过未修复的DNA损伤的过程[3]。TENT4a通过调节DNA聚合酶η和RAD18 E3连接酶的mRNA稳定性和/或翻译来影响TLS过程，RAD18 E3连接酶可以指导聚合酶到复制停滞位点并单泛素化PCNA，从而使得错误倾向的DNA聚合酶能够被招募到受损的DNA位点[3]。此外，TENT4a还可以通过肿瘤抑制因子CYLD和长非编码反义RNA PAXIP1-AS2间接调节RAD18，这表明PAXIP1-AS2是TLS调节的一个新因子[3]。生物信息学分析表明，TLS错误倾向的DNA聚合酶基因及其与TENT4a相关的调节因子在子宫内膜癌基因组中频繁突变，表明TLS在该癌症中可能失调[3]。

在人类卵母细胞到胚胎转变（OET）过程中，母源mRNA通过poly(A)尾巴的调节对于维持胚胎发育至关重要[4]。研究发现，在人类OET过程中，poly(A)尾巴的长度和内部非A残基是高度动态的[4]。母源mRNA在经历脱腺苷酸化或部分降解成3'-UTRs后，会被重新多聚腺苷酸化，产生多聚腺苷酸化的降解中间体，同时新合成的poly(A)尾巴中大量加入了非A残基，特别是内部的连续长U残基[4]。TUT4和TUT7负责将这些U残基加入到poly(A)尾巴中，BTG4介导的脱腺苷酸化产生了母源mRNA重新多聚腺苷酸化的底物，而TENT4A和TENT4B则将内部的G残基加入到poly(A)尾巴中[4]。母源mRNA的重塑对于人类胚胎的第一次分裂至关重要[4]。

病毒也能够劫持TENT4-ZCCHC14复合物，通过混合尾巴保护病毒RNA。研究发现，TENT4酶在RNA的3'端生成由多种核苷酸组成的“混合尾巴”，通过非模板核苷酸添加来保护mRNA免受脱腺苷酸化[5]。研究发现，乙型肝炎病毒（HBV）和人巨细胞病毒（HCMV）的转录本中存在着广泛的混合尾巴，这些混合尾巴是通过类似机制利用TENT4-ZCCHC14复合物生成的[5]。TAIL-seq分析表明，TENT4A和TENT4B负责HBV和HCMV RNA的混合尾巴生成和保护[5]。此外，HBV的转录后调控元件（PRE）对于TENT4依赖性调节至关重要，而HCMV也使用类似的PRE[5]。这项研究揭示了PRE的作用机制，并确定了TENT4-ZCCHC14复合物作为抗病毒疗法的潜在靶点[5]。

综上所述，TENT4a是一种非典型的多聚腺苷酸聚合酶，参与调控mRNA的稳定性和功能，影响基因表达和生物学过程。TENT4a通过生成混合poly(A)尾巴来保护mRNA免受快速脱腺苷酸化，延长mRNA的半衰期和丰度[1]。TENT4a还参与了3' RNA尿苷化过程，促进某些mRNA的降解[2]。此外，TENT4a还参与了DNA损伤耐受的调节，通过多层次的机制调控TLS过程[3]。在人类OET过程中，TENT4a通过poly(A)尾巴的重塑来维持胚胎发育[4]。病毒可以利用TENT4-ZCCHC14复合物生成混合尾巴来保护病毒RNA[5]。TENT4a的研究有助于深入理解RNA后转录调控的生物学功能和疾病发生机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略[1,2,3,4,5]。