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。m6A RNA修饰靶基因验证。中国台湾文章 m6A
MeRIP-Seq数据集的分析揭示了m6A与miRNA结合位点之间的存在着很强的相关性。含有m6A峰的67%的3UTR也含有至少一个TargetScan预测的miRNA结合位点。因为大约30%的基因在其3UTR中具有miRNA结合位点,所以这是显着增强的关联。重要的是,m6A峰和microRNA位点不重叠。通常,m6A峰在终止密码子附近是较丰富的,并且通常沿3UTR长度频率降低,而microRNA靶位点在3UTR的5和3末端富集.m6A在3UTR和miRNA结合位点的存在提示了mRNA甲基化和microRNA之间的相互作用。确定腺苷甲基化是否有助于microRNA诱导的mRNA沉默的作用将是重要的。云南技术m6Am6A除了分布在 mRNA 中,也出现在很多非编码 RNA中。
接下来这些已经发生m6A修饰的碱基,在FTO和ALKBH这两种酶的作用下发生去甲基化。其中FTO就是臭名昭著的Fat mass and obesity-associated protein,其详细的分子机制在2007年的小鼠模型上做过比较系统的研究。该酶与ALKBH5一起,使得RNA甲基化成为一种可逆的反应。 后来这些发生甲基化修饰的RNA碱基位点,需要特定的酶来识别。这时候就需要咱们的readers登场了。已知YTHDF家族包括YTHDF1、YTHDF2、YTHDF3以及酿酒酵母中的Mrb1基因、粟酒裂殖酵母中的Mmi1基因都是readers类蛋白。这些酶能够识别发生m6A甲基化的碱基,参与下游翻译、mRNA降解、加快mRNA出核速度等作用。如图4C中所示,YTHDF2参与mRNA降解过程。
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。LC-MS/MS检测整体RNA修饰水平。
m6A能够加速mRNA前体的加工时间,加快mRNA在细胞中的转运速度和出核速度。除了m6A,RNA上还存在以下常见的几种修饰,包括m1A,m5C等(图1)。 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(spliceosomal RNA)上也有超过50个碱基修饰位点。 虽然 RNA 甲基化的研究在上世纪七十年代就开始,但是由于技术上的局限一直停滞不前。直到近几年在何川教授等研究团队的带领下,通过不断的技术创新和难点攻克,m6A 等甲基化修饰的研究才不断取得突破性的进展。m6A修饰研究火热程度很高。广西云序m6A
云序生物有幸参与了两次研究当中的m6A MeRIP-seq的测序服务。中国台湾文章 m6A
早在上世纪60年代,除了传统的ACGU四种碱基外,Cohn等人已经在RNA上发现了大量的碱基位点修饰。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。已知绝大部分真核生物中,mRNA在5’Cap处存在甲基化修饰,作用包括维持mRNA稳定性、mRNA前体剪切、多腺苷酸化、mRNA运输与翻译起始等。而3’polyA发生的修饰有助于出核转运翻译起始以及与polyA结合蛋白一起维持mRNA的结构稳定。云序生物聚焦于科研前沿领域,针对各类RNA分子、表观遗传学、蛋白质组学等研究热点为广大科研人员提供系统性解决方案。中国台湾文章 m6A
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