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2019年,大牛们都在研究什么?—m6A文章盘点
日期:2019年05月17日    来源:云序生物
19年悄悄的已经将近过半,但RNA甲基化研究马不停歇。单单过去一个半月的时间里高分文章就有十多篇,Nature,Cell子刊均有相关文章发表;造血干细胞分化,癌细胞上皮间质转化,树突细胞活化,心肌细胞肥厚,内源性免疫应答调控都有它的身影。这里小编给大家列举展示几篇m6A RNA甲基化研究成果,来看看这个科研热点是如何在几位大牛课题当中被精彩呈现的,给大家来个RNA m6A甲基化年中盘点。

您是否还在痴迷writer,eraser?是否还在寻求m6A介导降解mRNA?我们近期有特色的两例研究和大家分享。发表在核酸研究上的文章“The m6A reader YTHDF1 regulates axon guidance through translational control of Robo3.1 expression”从另一角度揭示甲基化与蛋白翻译之间的关系,一篇Nature Communication上发表的“RNA m6A methylation regulates the epithelial mesenchymal transition of cancer cells and translation of Snail”则强调了不同以往的3’UTR,发生在CDS区的甲基化修饰同样有重要的调控意义。
Article 1: Writer or Eraser?不,这次我们看Reader

是不是看厌了METTL14,METTL3,FTO或者ALKBH5?这次我们看看这篇文章怎么做Reader蛋白。Reader蛋白能够特异性的识别甲基化位点与之结合并发挥生物学功能,虽然对它的关注度远没有甲基化酶(Writer)或者去甲基化酶(Eraser)高,但其实Reader是甲基化位点的直接识别者,它的地位更重要。这篇Nucleic Acid刊登的文章当中明确指出了Reader能够结合一个发生了甲基化修饰的有关轴突导向(Axon Guidance)的重要基因Robo3.1。
1)说来有趣,Robo3.1是一个轴突导向受体,在脊髓联合轴突(spinal commissural axons)的中线交叉过程当中起重要作用。作者在研究轴突外植体生长过程中发现,Robo3.1在交叉后的联合轴突中的下降是依赖于底板(floor plate)进行的,而这种下降主要发生在蛋白水平。
2)
为了研究这个蛋白调控背后的秘密,作者率先考虑了YTHDF家族的几个成员,因为这几个蛋白总能通过结合甲基化位点的方式调控mRNA的翻译和稳定性。先看看Robo3.1 mRNA上面是不是有可能发生甲基化修饰,MeRIP-seq高通量测序的数据,SRAMP(预测的结果),MeRIP-pcr三种方式共同帮助研究确定发生在靶基因Robo 3.1上的甲基化位点。这里给出的启示是,如何证明一个RNA分子上面的甲基化修饰确实存在? 三步走,先MeRIP甲基化测序确定甲基化潜在区域,再SRAMP工具预测甲基化位点可信度是否,MeRIP-PCR验证加突变验证,这样一个流程能够充分说明甲基化的区域真实存在。

3)针对YTHDF1的RIP-pcr显示,YTHDF1可以通过识别甲基化位点的方式和Robo3.1 mRNA结合,并且在对甲基化位点突变以后,结合信号消失,说明YTHDF1确实能够识别Robo3.1甲基化位点。而恰巧YTHDF1的重要作用之一就是能够提高mRNA的翻译效率,再共转Robo3.1和YTHDF1以及甲基化位点突变的Robo3.1质粒之后发现,YTHDF1通过对m6A位点的集合从而促进蛋白翻译的效果非常明显。文章中所呈现的Robo3.1依赖于基底的蛋白改变,其实是因为基底改变了YTHDF1从而调控Robo3.1的蛋白表达。

Article 2: 3’UTR?不,这次是CDS更重要

您是否想过m6A修饰到底在mRNA哪个位置更重要?还记得大牛何川老师研究胶质瘤干细胞当中Foxm1甲基化的文章吗?ALKBH5在胶质瘤样本当中高表达,而ALKBH5正是调控pre-Foxm1位于3’UTR区域的一个甲基化位点来影响Foxm1 mRNA的稳定性。

是不是甲基化一定发生在mRNA的3’UTR区域才能有重要作用呢?在这篇Nature Communication文章当中的故事则有所不同。上皮间质转换(epithelial-mesenchymal transition)是癌细胞转移的重要步骤,在这一过程当中发现mRNA的m6A水平会有所升高,而METTL3的沉默可以阻滞癌细胞的转移、侵袭以及EMT过程。Snail是METTL3的一个重要甲基化修饰靶点,这次不是Snail的UTR区,而是CDS区的m6A甲基化修饰启动了多核糖体介导的Snail mRNA翻译,有趣的是类似上一篇文章,这次YTHDF1同样结合并调节了该区域的甲基化位点从而促进了该基因的蛋白翻译效率。在小编看来,这篇文章是目前做m6A修饰功能研究中,细节做的出色的一篇文章。
1)这一次,CDS发生甲基化修饰
从图中可以看到,实际上是发生在Exon2区域的GGAC motif位置发生的甲基化修饰起到了关键作用。

2)修饰发生在前体还是成熟体?你肯定也有过类似的疑问,那不妨看看前体RNA和成熟体的半衰期,这篇文章中的结果显示,前体和成熟体的半衰期都下降了,预示着甲基化有可能发生在前体RNA上。

3)YTHDF1 YTHDF2同时对某一分子进行调控。Snail是这篇文章中重点讨论的mRNA分子,这个分子实质上受到了两方面的调控,YTDHF2实质上在前体RNA部分进行结合影响改分子的稳定性,而YTHDF1可以结合并增强其翻译蛋白的效率,两方面在同一分子上均得到了证实。

总结
RNA甲基化研究持续升温,高分文章不断涌现,但研究思路趋于多元化,更多文章不在局限于探究甲基化修饰造成RNA稳定性下降来解释某一生物现象,现在和大家分享的这两篇文章是从蛋白翻译角度解释为什么某一生物过程会因为甲基化修饰改变而发生改变,当然这就不得不提到Reader YTHD1,正是由于该Reader蛋白有这一特性,才能促进发生m6A修饰的mRNA的蛋白翻译效率明显增强。在以后的公众号里,小编还会为大家带来更前沿的RNA m6A甲基化研究咨询,为大家的研究拓展提供新思路。

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