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Nature热点|RNA新修饰2’-O-甲基化
日期:2019年08月14日    来源:云序生物
什么是2’-O-甲基化?
2’-O-甲基化修饰是在RNA甲基化酶或纤维蛋白酶作用下,核糖RNA在2’位置上发生甲基化的化学修饰。2’-O-甲基化修饰在mRNA、tRNA、rRNA、miRNA等分子上分布。已有研究表明,2’-O-甲基化影响mRNA与蛋白的结合、调控rRNA翻译效率、参与tRNA识别等生物过程。
2’-O-甲基化文章发表情况如何?
2’-O-甲基化这块高分文章不断,已发表期刊包括Nature,Nature Methods,Nature Immunolgy等。

案例1:Nature Methods 影响因子:26.9
文章主题:人类mRNA上2’-O-甲基化转录组图谱
本篇文章在人类Hela和293T细胞系mRNA上找到上千个甲基化位点并介绍了甲基化位点在mRNA的分布情况。其中,绝大多数甲基化位点(95.7%)发生在2398个RefSeq注释基因中,95.9%在蛋白编码基因上,极少数发生在非编码基因中(4.1%)。在蛋白质编码转录本中显示大多数位点发生在CDS中(70.3%)。Motif显示2’-O-甲基化的标志序列为AGAU,之后跟随着A或G碱基高分布的情况。2’-O-甲基化位点也富含了三种氨基酸的蛋白编码密码子。总的来说,该文章揭示了2’-O-甲基化在人类细胞中的分布特征。


图1. 人类细胞mRNA分子上2’-O-RNA甲基化位点的特征 

案例2:Nature 影响因子:43.07
文章主题:2' -O-RNA甲基转移酶FTSJ3参与HIV先天免疫调控
近日,法国蒙彼利埃大学Yamina Bennasser课题组发现HIV病毒上存在2’-O-甲基化位点,其感染宿主细胞的活性并受甲基转移酶FTSJ3调控。
1:FTSJ3是2’-O-甲基化转移酶
通过质谱和WB实验,发现甲基化reader蛋白TRBP与甲基化转移酶FTSJ3结合,形成TRBP-FTSJ3复合物。


图1. TRBP结合形成两种特异性复合物

2:病毒颗粒HIV-1 RNA内 2’O-甲基化修饰情况
研究人员使用2’-O-甲基化测序检测HIV-1 RNA甲基化修饰情况,发现17处2’O-甲基化位点,其中15处位于腺嘌呤。对敲除了FTSJ3细胞包装的HIV-1再次进行甲基化测序发现多个位点甲基化水平下降。说明甲基化转移酶FTSJ3影响了2’O-甲基化情况。


图2. HIV-1 RNA 甲基化修饰情况;FTSJ3敲除后病毒HIV-1 RNA中2'-O-RNA甲基化程度

3:FTSJ3参与病毒HIV-1免疫调控机制
1)FTSJ3影响IFN- α/IFN-β表达
首先,病毒体内的FTSJ3能否影响病毒感染宿主细胞?作者利用WT和FTSJ3-siRNA敲低的细胞表达HIV RNA,分别感染单核细胞系U937,结果发现实验组细胞中的IFN- α/IFN-β表达明显高于WT组。


图3. FTSJ3参与病毒HIV-1免疫调控过程

2)MDA5调控甲基化转移酶参与病毒HIV-1免疫调节过程
MDA5作为RNA胞质感受器,是重要的免疫感应器。作者敲低FTSJ3后,IFN表达下调,接着,敲低了MDA5,IFN表达上调了。该结果证实,甲基化转移酶对HIV RNA 2’O-甲基化修饰逃离了MDA5感应,从而完成了免疫逃逸。


图4. FTSJ3调控MDA5-IFN通路敏感性

3)敲除FTSJ3抑制病毒HIV复制
接着,为评估FTSJ3在病毒内对细胞免疫刺激活性,作者利用FTSJ3敲除病毒感染MDDCs,显然FTSJ3敲除细胞产生的HIV病毒颗粒诱导1型干扰素表达,同时抑制HIV-1表达效率。所以,siFTSJ3-HIV非甲基化RNA导致病毒RNA的先天免疫,抑制HIV复制。


图5.敲除FTSJ3抑制病毒HIV复制

综上所述,本研究发现FTSJ3具有RNA 2’O-甲基化活性,并证实HIV病毒在感染后可募集FTSJ3-TRBP系统完成对病毒RNA的2’O-甲基化修饰,从而降低MDA5-IFN通路敏感性,减少免疫系统识别。这种新的HIV-1先天免疫逃逸途径有望成为治疗AIDS的新靶点。
全文链接
1.https://www.nature.com/articles/nmeth.4294
2.https://www.nature.com/articles/s41586-018-0841-4

云序生物2’-O-甲基化测序服务(NM-seq)
云序生物针对2’-O-甲基化开发了NM-seq,借助高碘酸钠特异性氧化未发生2’-O-甲基化位点,而甲基化位点对其是耐受的。经过多次循环纯化,大大提高了测序文库中甲基化片段比例。这种测序方式适用于多种类型的分子,包括mRNA、LncRNA、pri-miRNA、tRNA和rRNA。同时,能够对甲基化位点实现单碱基定位。

可检测分子类型

其中LncRNA和pri-miRNA测序,另送mRNA分析。
样本要求
    a)细胞:≥1×108
    b) 组织:500mg - 5g
    c) RNA:100μg - 300μg
云序生物RNA表观修饰
云序作为一家依托于高通量测序的表观转录组学科研服务公司,长期致力于提供优质前沿表观研究测序产品,继m6A、m5C、m1A之后,云序隆重推出多款RNA新修饰,不仅m7G测序,还包括m3C测序、ac4C RNA乙酰化测序、2'-O-甲基化测序产品,打造了全面的RNA修饰研究平台。
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