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。云序生物推出的GenSeq® m6A MeRIP试剂盒。安徽m6A研究
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。海淀区m6A测序m6A试剂盒采用高盐/低盐缓冲液连续洗脱的流程可以大幅降低背景噪音。
迄今为止,已有160多种RNA修饰被发现,真核生物中除了常见的m6A修饰以外,科学家也发现了一种位于真核生物mRNA 5‘帽端的RNA可逆修饰m6Am,即在 m6A 修饰的基础上,同一个腺苷酸残基的核糖的 2’ 羟基也被甲基化,产生 2’ 甲氧基结构(2’-O-CH3)。研究发现m6Am修饰在50-80%的哺乳动物中都存在,并在细胞生命过程中通过影响mRNA的蛋白翻译效率发挥重要作用。目前已有多篇m6Am文章在高分期刊进行了报道(如表1),2017年《Nature》上发表了一篇m6Am在5‘端修饰影响mRNA稳定性的文章,说明了m6Am在mRNA修饰在生命过程中的重要作用。
m6A读取器通过作用于含有m6A的mRNA来发挥作用,Figure 1中可以把读取器分为三类。第yi类读取器含有YTH结构域(YTH的全是YT521-B homology),这些成员包括YTHDF1-3(YTH domain family 1-3),YTHDC1-2(YTH domain containing 1-2)(参考Figure 1)。细胞质中的YTHDF2会通过招募CCR4-NOT腺嘌呤酶复合物来诱导靶转录本的部分降解。细胞质中的YTHDF1和YTHDF3能促进he心La细胞中靶转录本的翻译。细胞核中的YTHDC1有多个作用,包括招募某些剪接因子调控mRNA的剪接,促进mRNA的输出,加速某些转录本的降解。YTHDC2调控mRNA的稳定,翻译以及精子形成。第二类读取器是HNRNPs,全称是he心terogeneous nuclear ribonucleoproteins,成员包括HNRNPC,HNRNPG与HNRNPA2B1,它们能调控靶转录本的剪接,加工,它们能与RNA的某些结构结合,这些结构是由m6A介导形成的,因为m6A会重构局部的RNA结构,调控RNA-蛋白质之间的相互作用,这一现象称为m6A开关(m6A-switch)。m6A修饰研究火热程度很高。
近来关于m6A甲基化的研究,热度持续不减。早在2015年就已经在《Nature》和《Cell》上发表了相关研究。那么下面我们就来了解一下这期的主角——m6A甲基化。已知RNA存在超过100种修饰。在真核生物中,5’端的Cap以及3’的ployA修饰在转录调控中起到了十分重要的作用,而mRNA的内部修饰则用于维持mRNA的稳定性。mRNA较常见的内部修饰包括N6-腺苷酸甲基化(m6A)、N1-腺苷酸甲基化(m1A)、胞嘧啶羟基化(m5C)等。对于大热的m6A,截至2017年,全球的科学家已经鉴定了参与m6A的许多酶,包括去甲基化酶、甲基化酶和甲基化识别酶等。芝加哥大学的何川教授对此贡献巨大。来自中科院北京基因组研究所的杨运桂研究员也是这方面的大牛。m6A除了分布在 mRNA 中,也出现在很多非编码 RNA中。安徽m6A研究
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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。安徽m6A研究
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