细胞RNA会天然地经历各种化学修饰。这些经化学修饰的核苷酸又赋予了其自身结构的多样性,从而在各种有序的代谢与机体的功能方面发挥着各种调控功能,进而影响了基因的表达。随着对回贴(mapping)位点修饰的全转录组测序方法的发展,对精确修饰进行检测和定量的高灵敏质谱方法的进步,以及参与修饰的“效应器”(effectors,包括各种能改变各种修饰位点的酶,例如写入器(writers)和擦除器(erasers)和能识别化学修饰位点的读取器(readers))理解的加深,近几年有关RNA修饰的研究呈现暴发式地增长。然而由于RNA种类庞杂,表达水平有差异,因此这给RNA修饰的研究带来了很大的挑战,另外,RNA的修饰还与细胞类型,组织特异性,以及修饰效应器的定位有关,这又增加了研究难度。我们在这篇综述里,重点阐述了近几年关于-甲基化转换酶(m6A,)功能的研究进展,强调了环境(context)对RNA修饰调控和功能的重要性。m6A修饰的文献已达3000+篇。北京平台m6A
那么,c-Myc 蛋白的表达水平又是如何受到调控的呢?作者设计了荧光素酶报告基因,将荧光素酶报告基因插入 MYC 的 mRNA 中,并将实验组的 mRNA 3’ 端的 m6A 突变为其它碱基,对照组的 MYC mRNA 则不做任何碱基修饰。结果发现,FTO 敲降后,对照组的 MYC mRNA 表达了大量荧光素酶,但经过碱基突变而不再具有 m6A 的实验组则没有荧光素酶信号,说明 MYC 的 mRNA 3’ 端的 m6A 对于蛋白的成功翻译不可或缺。相反地,如果过表达 FTO,那么肺腺ai细胞系的 c-Myc 蛋白的表达量会下降。但是,无论是 FTO 敲降还是过表达,MYC 的 mRNA 水平都没有改变。综上可知,c-Myc 蛋白表达量的变化,与 MYC mRNA 的 m6A 修饰水平正相关,而与 MYC mRNA 的表达水平无关。云序生物m6A案例云序可提供mRNA和多种非编码RNA的m6A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。
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 全转录组测序(涵盖mRNA,LncRNA,circRNA)。
N6-methyladenosine也叫m6A,是一种广fan存在于mRNA上的碱基修饰行为,成为近几年大热的研究方向。但是早在50年前,人们已经在RNA中发现了多种碱基修饰现象。除了传统的ACGU四种碱基外,Cohn等人已经在RNA上发现了全新的碱基位点修饰。Holley等人于1965年,首ci在酵母的tRNA中鉴定了包括假尿苷(pseudouridine)在内的十余种不同的RNA修饰。当然起初这些碱基修饰大多发现于非编码RNA上如tRNA、rRNA等,后来人们发现mRNA中也存在大量的碱基修饰行为。已知tRNA上发生碱基修饰的比例较高,会有各种各样的碱基修饰行为。tRNA修饰有助于提高翻译效率,维持其三叶草折叠二级结构的稳定性。人类的核糖体RNA(rRNA)上有超过200个碱基修饰位点,而剪切体RNA(spliceosomalRNA)上也有超过50个碱基修饰位点。国内较全的RNA修饰测序平台,提供m6A、m5C、m1A、m7G。丰台区m6A
m6A在细胞分化、胚胎发育和压力应答等过程中起重要作用。北京平台m6A
测序技术近年来的发展衍生了高灵敏度技术,可用于在各种模型系统和细胞类型的转录组中定位 m6A。通过对 m6A 转录组范围内定位的了解,发现这项技术有着多项功能。显然,还有很多内容有待研究发现,尽管如此,我们现在对这种表观遗传标志物的生物学和调控作用已有了更深刻的理解。测序方法和技术的共同进步也使得我们能够确定负责 m6A 的功能、甲基化和去甲基化的读码器、编码器和消码器。在这张通路图中,我们介绍了负责 RNA 上 m6A 的添加和敲除的必不可少的蛋白质,并将进一步详细介绍 m6A 的一些重要读码器及其表观遗传学功能。北京平台m6A
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