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Enregistrement W3212806462 · doi:10.1182/blood-2021-146049

ALKBH5 Modulates Hematopoietic Stem and Progenitor Cell Energy Metabolism through m 6a Modification-Mediated RNA Stability

2021· article· en· W3212806462 sur OpenAlexaff
Yimeng Gao, Joshua T. Zimmer, Radovan Vasic, Chengyang Liu, Rana Gbyli, Shu-Jian Zheng, Amisha Patel, Wei Liu, Raman Nelakanti, Yuanbin Song, Giulia Biancon, Andrew Xiao, Sarah A. Slavoff, Matthew D. Simon, Richard A. Flavell, Toma Tebaldi, Huabing Li, Stephanie Halene

Notice bibliographique

RevueBlood · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueRNA modifications and cancer
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésHaematopoiesisBiologyProgenitor cellDemethylaseCell biologyStem cellHematopoietic stem cellMolecular biologyBiochemistryGene

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract During hematopoietic differentiation from hematopoietic stem cells (HSCs) to mature blood cells, cells undergo a metabolic shift from glycolysis to mitochondrial respiration. The mechanisms by which hematopoietic cells adjust their energy metabolism are still under investigation. N6-mehyladenosine (m 6A) mRNA modification has been reported to regulate numerous fundamental cellular processes through control of RNA stability or translational efficiency. The fat mass and obesity-associated protein (FTO), an m 6A m and m 6A mRNA demethylase, has been reported to affect cellular metabolism in acute myeloid leukemia (AML). ALKBH5, the specific RNA m 6A demethylase, controls oncogene expression in AML. ALKBH5 becomes highly expressed in hematopoietic progenitors during hematopoietic development but the physiological role of RNA m 6A demethylase during hematopoiesis remains unknown. To investigate the function of the RNA m 6A demethylase ALKBH5 in hematopoiesis, we generated Vav-iCre +; Alkbh5fl/fl (vcAlkbh5-/-) mice, resulting in deletion of Alkbh5 specifically in the hematopoietic system. vcAlkbh5-/-mice showed no hematopoietic defects at steady states up to 12 months of age. We applied TimeLapse-seq on lineage-depleted bone marrow cells of WT and vcAlkbh5-/- mice to determine whether loss of ALKBH5 perturbed mRNA stability and/or RNA turnover. Ogdh mRNA was the most destabilized transcript resulting in significantly reduced OGDH protein levels. OGDH is the rate-limiting enzyme in the tricarboxylic acid (TCA) cycle. Inhibition of OGDH subsequently induces production of L-2-hydroxyglutarate (L-2-HG), whose metabolism is closely coupled to energy metabolism through inhibition of oxygen consumption. L-2-HG, the enantiomer of D-2-HG, inhibits the function of a-ketoglutarate (a-KG)-dependent enzymes, including TET and KDM enzymes. We measured L- and D-2-HG in the plasma of WT and vcAlkbh5-/- mice by chiral derivatization to distinguish the two enantiomers. Although D-2-HG levels were similar in the plasma of WT and vcAlkbh5-/- mice, L-2-HG levels were significantly increased in the plasma of vcAlkbh5-/- mice. We therefore determined the function of Jumonji C-domain lysine demethylases (JmjC-KDMs) by measuring histone methylation: H3K9me3, H3K27me3 and H3K36me3 modifications were all significantly increased in Alkbh5-deficient hematopoietic cells. We next sought to understand whether reduction of OGDH expression and resulting increased L-2-HG levels production could impair energy metabolism via perturbation of the TCA cycle and oxidative phosphorylation (OXPHOS) in the mitochondria. We isolated lineage negative hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) from WT and vcAlkbh5-/- mice and subjected these to the Seahorse ATP Rate Assay. Comparing oxygen consumption rate (OCR) data and the kinetics of the Extracellular Acidification Rate (ECAR) of both groups, we found that less ATP was produced by mitochondria of the vcAlkbh5-/- cells, while ATP produced by glycolysis showed no difference between the two groups. In the meantime, the ultrastructure of mitochondria in the Alkbh5-deficient cells remains normal. We next determined whether the attenuated energy metabolism of Alkbh5-deficient HSPCs was functionally relevant by testing HSPC function in competitive transplantation assays. Interestingly, vcAlkbh5-/- cells showed a significant competitive defect at all differentiation stages except in phenotypic long-term HSCs (LT-HSCs). This suggests that LT-HSCs, thought to preferentially rely on glycolysis as opposed to OXPHOS for their energy source, are protected from loss of ALKBH5 and OGDH. In conclusion, our study demonstrates that ALKBH5 modulates energy metabolism by regulating mRNA stability of metabolic enzymes through its m 6A demethylation activity during hematopoiesis. This finding links Alkbh5 expression kinetics to the metabolic shift from glycolysis to mitochondrial OXPHOS during hematopoietic development. Disclosures No relevant conflicts of interest to declare.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,006

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,015
Tête enseignante GPT0,226
Écart entre enseignants0,211 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations3
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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