mRNA前体的剪接是基因表达中的重要步骤,它涉及内含子的精确切除和核中初级转录本外显子的连接以产生成熟的mRNA。很早提出的m6A的作用之一是作为RNA剪接的调节剂,目前已有许多证据支持m6A与RNA剪接的相关性,尽管确切的机制尚不清楚。例如,在经环亮氨酸处理的禽肉瘤病毒感ran的细胞中,存在mRNA前体的明显累积,而成熟mRNA的减少;从METTL3敲低的he心pG2细胞的m6A-IP/RNA-seq数据分析显示,许多基因特别是甲基化基因显示异构体水平的差异表达,但是基因水平并无差异。同时,剪接的外显子和内含子显着富集了m6A峰,表明m6A与mRNA的选择性剪接之间的内在联系。对m6A RNA流行检测手段为MeRIP-Seq技术。朝阳区遗传m6A
c-Myc 蛋白在ai症的代谢当中扮演重要的角色,因此作者就 c-Myc 的高表达在肺腺ai当中所发挥的作用进行了进一步的研究。首先,在小鼠肺腺ai细胞系中,FTO 敲降的细胞表现出己糖激酶-2(HK2) mRNA 和蛋白高表达的现象,说明 FTO 敲降细胞的糖酵解活跃。并且,FTO 敲降诱导的 HK-2 高表达现象,可被 c-Myc 敲降所逆转,说明 c-Myc 发挥功能的位置在 FTO 的下游和己糖激酶的上游。类似地,FTO 敲降细胞的葡萄糖摄取、乳糖生成、细胞增殖、细胞迁移、细胞侵入能力等均有升高,且这些升高现象均可被 c-Myc 敲降所逆转。长沙m6A平台近年来,科学家们发现了一种可逆的RNA甲基化—m6A。
m6A修饰几乎涉及RNA代谢的所有方面,含m6A基因的转录组分析也揭示了相关的功能途径与RNA代谢有关。基于甲基转移酶和去甲基酶的定位,m6A可以在核或细胞质中被引入或去除。m6A可能对RNA具有不同的作用,这取决于它在细胞核还是细胞质中被检测到。 目前,已确认m6A具有的几个功能。m6A作为mRNA的普遍的修饰,在含有METTL3的甲基转移酶时mRNA前体转录后立即发生m6A甲基化;而FTO和ALKBH5负责m6A去甲基化。 通过甲基转移酶和去甲基化酶之间的相互作用,m6A水平保持平衡,形成m6A结合蛋白的对接位点和RNA二级结构的适当组装。具有足够的m6A水平的mRNA转录物可被适当剪接,转运,翻译或降解。而不平衡的m6A调节将在上述每一步引起RNA代谢的缺陷。
机体的整个生物学环境会影响m6A通路,并且决定了m6A的功能。一方面,不同的细胞,以及环境刺激能影响m6A这些效应器自身的表达水平,PTM以及细胞定位。例如,在多数细胞系中,m6A的去甲基化酶(demethylase)FTO主要位于细胞核,并且参与5%-10%的的mRNA的m6A去甲基化,但是在某些淋巴瘤细胞系中,这个比例达到40%。另一方面,RNA分子自身的异质性又增加了m6A的研究难度,这是因为:①RNA种类繁多,包括mRNA,tRNA,rRNA,以及其它大量的非编码RNA;②不同类型的细胞中的RNA丰度不同;③RNA存在着复杂的二级结构;④RNA存在着不同的转录状态(例如非活跃时,RNA与组蛋白紧密结合,转录活跃时,则与组蛋白松开);⑤RNA中的顺式/反式作用元件(例如一些RNA结合蛋白,RBP, RNA binding proteins)会调控m6A效应子与RNA底物。因此说,m6A的活动与环境紧密相关。m6A 全转录组测序,m6A LncRNA测序。
首先,作者发现了肺腺ai当中 m6A 去修饰化酶 FTO 的异常低表达,就此选定 FTO 这个酶为研究对象。紧接着,作者敲降 FTO 以控制变量,以研究 FTO 这个酶在肺腺ai中所发挥的功能。下一步,作者从上游和下游两个方向筛选出与 FTO 基因或 FTO蛋白发生互作的分子:一方面,通过一系列 Co-IP、ChIP 和荧光素酶报告实验,作者证明 FTO 基因是 Wnt 信号通路的靶基因,Wnt 诱导的 EZH2/β-catenin/LEF/TCF 复合体结合于 FTO 基因启动子区域的 TBE 元件区域,通过组蛋白 H3K27me 的甲基化抑制了 FTO 基因的转录;另一方面,通过 m6A MeRIP-seq 和生信预测,作者筛选出 MYC 作为 FTO 蛋白的靶基因,并通过一系列的 MeRIP-qPCR、RIP 和荧光素酶报告实验,证明 c-Myc 蛋白的表达量是跟随 FTO 蛋白表达量变化的因变量。快速检测m6A整体甲基化水平。株洲平台m6A
FTO 表达下调可提高 MYC mRNA 的 m6A 修饰水平。朝阳区遗传m6A
既然 FTO 敲降所导致的 c-Myc 蛋白的表达水平上升并不是由 MYC mRNA 表达水平的变化造成的,那么造成这一现象的原因会是什么呢?会不会是 mRNA 翻译调控呢?YTHDF1 是一种典型的 RNA m6A 甲基化识别蛋白(也就是 m6A 的 “Reader”)。用 anti-YTHDF1 抗体进行 RIP 实验,发现 FTO 的敲降将会增强 YTHDF1 与 MYC mRNA 的结合。虽然敲降 YTHDF1 并没有影响 MYC mRNA 的表达水平,但却能降低 c-Myc 蛋白的表达水平。在上一段中发现的 FTO 的敲降所导致的 c-Myc 蛋白表达水平的上升,还会被 YTHDF1 的敲降所逆转,说明 YTHDF1 发挥功能的位置在 FTO 的下游和 c-Myc 的上游 。综上可知,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。朝阳区遗传m6A
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