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是真核生物mRNA上常见的一种转录后修饰。济南m6A分析
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。陕西测序m6A发表10分以上文章较多的m6A RNA甲基化测序服务平台。
思路2 研究甲基化修饰差异基因 第一步:直接进行m6A-seq和转录组测序,找到时间顺序或差异表达的基因并用qPCR、 WB等⽅法验证,此外找到m6A有差异的基因; 第二步:对甲基化酶进行敲低和过表达,检测RNA整体的m6A水平,之后可进行转录组或小RNA测序等方法检验甲基化酶敲低和过表达对mRNA或miRNA整体的影响,并着重研究第⼀步中感兴趣的m6A有差异的靶基因; 第三步:对靶基因进行敲低或过表达,是否能够对甲基化酶异常表达后的表型进⾏恢复; 第四步:对靶基因上motif进行点突变后进⼀步确认直接受到甲基化酶调控; 第五步:鉴定新型的甲基化酶(可选)。 当然根据不同的研究目的还有许多其他的研究思路,可根据自身实验设计进行延申和拓展。m6A相关SCI论文根据不同实验手段IF2~20不等,实验手段:m6A-seq、转录组测序/表达谱芯片、 LC-MS/MS 或 m6A 比色法、小RNA 测序/小RNA芯片、qPCR、 WB、敲降/过表达、靶基因验证、动物实验、临床实验/药物实验等。
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。YTHDF1 通过结合 m6A 修饰的 MYC mRNA 来促进其翻译。
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。寻找上游直接调控m6A RNA甲基化的甲基转移酶。陕西m6A
m6A RNA修饰靶基因验证。济南m6A分析
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。济南m6A分析
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