m6A是通过一个复合物加到mRNA上的(Figure1),这个复合物有多个亚基,包括METTL3,METTL14,WTAP,VIRMA,ZC3H13,HAKAI,RBM15/15B。其中包括以下成员:METTL3/14,全称是methyltransferase-like 3/14,即甲基转移酶3/14, 这两个甲基转移酶是这个复合物的he心成员,其中MELLT3起催化作用,MELLT14促进复合物与RNA结合。WTAP,全称是Wilms tumor 1-associating protein,其功能是结合METTL3/14,诱导它们向底物招募以及定位。VIRMA,全称是Vir like m6A methyltransferase associated,功能是将m6A与3'UTR结合。ZC3H13,全称是zinc finger CCCH-type containing 13,功能是诱导写入器复合物向核内转移。RBM15/15B全称是RNA binding motif protein 15/15B,功能是与尿嘧啶富集区域结合,促进某些RNAs的甲基化。云序可提供mRNA和多种非编码RNA的m6A测序。昌平区m6A分子
作者首先从 TCGA 的公开数据中发现,肺腺ai组织中的 FTO 表达水平低于邻近的正常组织,然后对 FTO 的 mRNA 进行 qPCR 实验,验证了这种表达差异的存在。免疫组化染色实验也证实 FTO 的的表达水平在肺腺ai组织中要低于邻近的正常组织。Kaplan-Meier 分析显示,低 FTO 表达水平的病患拥有较低的总生存率。 在人类肺腺ai细胞系中对 FTO 的 mRNA 的敲降实验发现,FTO 表达的降低可明显增强细胞的增殖以及非锚定依赖性生长(Anchorage-independed growth)的能力,细胞周期的速度也更快,细胞迁移和侵入性也更强。在体内实验方面,若将 FTO 敲降的细胞系注入无胸腺裸鼠的尾静脉内,相比于注入未敲降细胞的对照组,FTO 敲降的实验组中的tumour细胞有明显地向肺部转移。上述发现都指向一个结论:FTO 在肺腺ai细胞中的下调促进了tumour的生长和转移。青海平台m6A国自然热点—m6A等热门RNA修饰研究技术漫谈。
METTL3还能作为一个潜在的m6A读取器,在Figure 2B中,我们可以看到,在肺ai细胞中,METTL3此时并没有发挥催化作用,而是在细胞质中锚定到了3'UTR上,促进了一个报告mRNA的翻译。进一步的研究表明,METTL3是通过eIF3h相互作用来促进翻译的。METTL3蛋白自身会通过PTM或与其它蛋白质相互作用来发挥调控功能,例如人类的METTL14能够诱导METTL3的丝氨酸399磷酸化。人类的METTL3会出现SUMOylation修饰,导致METTL3/14的活性降低。但这些现象的机制还不清楚。
m6A研究思路 思路1 老数据挖掘 第一步:先从原有的转录组数据中,挖掘到差异表达的甲基化酶; 第二步:对挖掘到的甲基化酶如METTL3或FTO等进⾏qPCR验证,并进行m6A-seq分析哪些基因甲基化水平发生改变; 第三步:在细胞(动物模型可选)中对这些酶进行敲低和过表达,进行常规的qPCR和WB检测相关酶表达情况,并用LC-MS/MS法检测RNA整体m6A水平; 第四步:继续对这些敲低和过表达的细胞进行转录组测序/小RNA测序或表达谱芯片/小RNA芯片,分析哪些基因出现差异表达变化和可变剪切变化; 第五步:找到甲基化酶调控的靶基因,进行敲低和过表达,看甲基化酶缺陷的细胞或动物模型表型能否补救; 第六步:在确定上一步靶基因确实受到甲基化酶调控后,对靶基因上的motif进行点突变后进行验证; 第七步:鉴定新型的甲基化酶(可选)。m6A修饰的文献已达3000+篇。
RNA剪接后,成熟的mRNA必须从细胞核中输出以在细胞质中翻译或降解。研究者检测到STH处理的he心La细胞中细胞核mRNA的保留时间增加了40%,但是多聚腺苷酸化的RNA没有变化。在具有增强的m6A水平的ALKBH5缺陷型细胞中,通过5-溴尿苷(BrU)掺入分析观察到新生合成的RNA主要分布在细胞质中。据报道,不同的RNA种类通过核孔复合物利用不同的途径进行核输出。TAP-P15复合体是在衔接蛋白如ALY/REF衔接子、SR蛋白和TREX复合物的协助下用于mRNA输出。由于ASF/SF2的磷酸化水平决定其在剪接或核输出中的功能,因此推测由ALKBH5缺陷引起的ASF/SF2磷酸化减少将加强其与TAP/P15复合物的相互作用从而导致核mRNA输出加速。与mRNA不同,rRNA可以招募几种不同的途径使其出口更有效率。rRNA核出口可能不会受到ALKBH5缺陷的显着影响。有趣的是,ALKBH5缺陷也导致细胞质中SRPK1蛋白异常聚集。 SRPK1负责剪接因子的磷酸化,以促进其参与前mRNA的剪接。m6A甲基化修饰对神经退行性疾病的重大发现。中国台湾m6A分析
m6A 全转录组测序,m6A LncRNA测序。昌平区m6A分子
在研究了 FTO 对肺腺ai的作用机制的基础上,作者还进一步探索了 m6A 识别蛋白 YTHDF1 在肺腺ai中扮演的角色。首先,通过 RIP 实验,作者证明了 YTHDF1 与 MYC mRNA 的结合。随后,通过结合 FTO 敲降和 YTHDF1 敲降实验的结果,证明 FTO 表达下调所导致的 MYC mRNA 高水平 m6A 修饰,可被 YTHDF1 识别并结合,从而促进 MYC mRNA 翻译为 c-Myc 蛋白。 在本研究当中,肺腺ai致病机理当中的 “Eraser” 和 “Reader” 都得到了阐释。这些新发现对于肺腺ai的zhi疗提供了一种全新的潜在思路。 昌平区m6A分子
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