那么,Wnt 信号通路到底是怎么抑制 FTO 启动子的呢?作者通过 ChIP 实验发现,FTO 基因启动子区域的 TBE 元件区域附近的组蛋白存在 H3K27me3 的甲基化修饰现象。学界在先前的研究中已经知晓,EZH2 是一种负责组蛋白 H3K27me3 甲基化修饰的酶。通过Co-IP 实验发现,Wnt 刺激可以促进 EZH2 与 β-catenin 的结合;通过 ChIP 实验发现,Wnt 刺激也可以促进 EZH2 与 TBE 元件的结合。并且,敲降 EZH2 可阻断 Wnt 对 FTO 表达的抑制作用。综合前面的几个发现可以证明:Wnt 信号诱导了 EZH2 与 β-catenin 的结合,导致了 FTO 启动子附近的组蛋白发生 H3K27me3 甲基化修饰,从而抑制 FTO 表达。农口方向3个月内搞定5分文章秘籍——m6A热点错不了。河南m6A案例
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。浙江服务m6A云序超微量MeRIP测序技术助力用户m6A甲基化文章连续发表。
在肺腺ai细胞当中,哪些 RNA 会受 FTO 表达下调的调控,进而引发肺腺ai呢?为了探明 FTO 下游的分子致病原因,作者进行了 m6A 甲基化测序,发现 FTO 敲降的肺腺ai细胞当中有大量基因的 mRNA m6A 甲基化上调。FTO 是一种典型的 RNA m6A 甲基化的去修饰酶(也就是 m6A 的 “Eraser”),可以消去 m6A 甲基化,还原出普通的 A 碱基。通过云序生物m6A MeRIP-seq发现,FTO敲降细胞中有 556 个基因的 mRNA的 m6A 修饰水平升高;生信分析也发现,FTO 敲降细胞的代谢通路当中有许多基因的 mRNA 的 m6A 修饰水平升高,其中就包括一个重要的转录因子 MYC。m6A MeRIP-seq的结果可以验证,当敲降了 FTO 之后,MYC 基因的 mRNA 的终止密码子附近的 m6A 修饰水平升高。通过云序生物m6A MeRIP-qPCR 实验结果也证实,FTO 的敲降可以提升 MYC mRNA 的 m6A 修饰水平。针对 FTO 蛋白的 RIP 实验更是直接证明,FTO 结合在 MYC 的 mRNA 上面。综合前面的几个发现可以证明,FTO 可结合 MYC 的 mRNA,从而降低 MYC mRNA 的 m6A 修饰水平。
肺腺ai细胞中的 FTO 的表达是因为什么原因而下调的呢?为了回答这个问题,作者用 PROMO 软件分析 FTO 基因的启动子序列,在其中找到了 3 个有可能是 TBE 元件(LEF/TCF-binding element)的区域。为了验证生信预测的真实性,作者又进行了了一系列分子生物学实验。首先,ChIP 实验证实了 TCF4 与 FTO 启动子的结合。另外,荧光素酶报告基因的结果显示,β-catenin 也可通过结合前述的 3 个 TBE 元件来抑制 FTO 启动子。因此,β-catenin/LEF/TCF 复合体被证明可以抑制 FTO 启动子的活性。人类肺腺ai细胞系经过 Wnt 处理后,FTO 的 mRNA 和蛋白表达水平均有所降低,并且这种现象可通过敲降 β-catenin 来逆转。综合前面的几个发现可以证明:Wnt 在信号通路的上游,通过诱导 β-catenin,使得β-catenin/LEF/TCF 复合体结合到 FTO 启动子上,终抑制了 FTO 的表达。检测整体m6A RNA修饰水平。
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。云序生物提供成熟m6A RNA甲基化MeRIP-seq服务。门头沟区m6A分子
m6A会促进环状RNA编码蛋白。河南m6A案例
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。河南m6A案例
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