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云序生物m6A“RNA甲基化”研究汇总—非编码RNA篇
日期:2018年06月26日    来源:云序生物

RNA甲基化是目前申请国自然项目热点,是能在短短3个月内发数十篇nature,cell级别高分文章领域,近期RNA甲基化研究引起了科研工作者的研究热潮。因mRNA参与蛋白编码,之前多数文章针对mRNA甲基化进行研究(详细见云序课堂之前往期回顾)。然而许多研究表明发生m6A甲基化的非编码RNA在基因调控、干细胞分化、癌细胞增殖、组织生长发育等过程中起关键作用,因此对于非编码RNA甲基化研究也是越来越火热。现在,就让我们来讲讲m6A RNA甲基化调控非编码RNA家族中的明星成员:miRNA,LncRNA和circRNA。

1.Nature:m6A调控pri-miRNA的识别

影响因子:40.10

美国洛克菲勒大学的科研团队对人类乳腺癌细胞进行了m6A RNA甲基化测序,高通量数据统计结果表明m6A靶向的pri-miRNA上有许多METTL3 motif。因此,就METTL3是否参与pri-miRNA的m6A甲基化修饰问题展开了立项调查。经过细胞敲降,过表达,细胞定位等实验,证实METTL3与pri-miRNA结合。又经过Clip测序,表明METTL3与pri-miRNA可直接结合。这篇文章干货满满,还详尽介绍了两者的作用机制。


图1. m6A甲基化调控pri-miRNA


2.Nature:LncRNA(MALAT1)的m6A调控pre-mRNA合成

影响因子:40.10

美国芝加哥大学研究团队报道了一个LncRNA(MALAT1),与人类的肺癌相关,该基因的茎环结构上存在一处m6A修饰。作者通过RNA pull down实验,发现该位点发生m6A甲基化修饰后,与hnRNP C蛋白的结合能力增强。并证实甲基转移酶METTL3和METTL14也参与此过程。想研究单个位点RNA甲基化的老师们,可以参考一下这篇文章。

图2.MALAT1 上m6A甲基化修饰调控与hnRNP C结合

3.Cancer Cell:m6A甲基化调控LncRNA FOXM1-AS促进癌细胞增殖

影响因子:27.41

作者分析了多个癌症相关的数据库,预测到ALKBH5基因与恶性胶质瘤的不良预后有关。进行了功能实验后,也证实了其功能。随后,作者以敲减ALKBH5基因的细胞为样本,进行了m6A RNA 甲基化测序和转录组测序,迅速找到靶基因FOXM1。并从序列位置和表达情况角度锚定LncRNA(FOXM1-AS),通过RNA pull down和回补实验证实两者之间能够直接结合。高通量统计结果表明3’端FOXM1-AS基因存在甲基化现象,RIP测序证明ALKBH5与FOXM1-AS的甲基化水平呈正比。本文借助已有转录组数据,确定相关基因功能后,再做机制研究,这个研究思路值得参考。

图3.LncRNA FOXM1-AS上的甲基化修饰调控癌细胞增殖

4. Nucleic Acids Research:m6A甲基化调控lincRNA 1281影响小鼠胚胎干细胞分化

影响因子:10.16

lincRNA叫做基因间长链非编码RNA(large intergenic non-coding RNA)。一上来,作者先确定了linc1281对小鼠胚胎干细胞的增殖起指导作用。接着,检测到linc1281基因甲基化程度很高,且在末尾一个外显子上存在3个RRACU的甲基化motif,分别过表达后,都未直接引起linc1281基因表达的变化。有时没有变化也是一种结果,幸好作者没有放弃,结果发现linc1281能够调控ceRNA机制。

图4.lincRNA 1281上m6A 甲基化修饰调控小鼠胚胎干细胞分化

5.Cell Research:m6A调控circRNA编码蛋白质

影响因子:15.6

说到circRNA的高分文章,有一篇怎么也绕不过去,他就是我们现在要说的这篇。他出自浙江大学王泽峰团队,证实发生m6A甲基化的circRNA参与了蛋白编码过程。我们来看看王老师是怎么研究此过程的机制。借助RIP测序,作者发现,与mRNA相比,m6A甲基化修饰在circRNA上更广。接下来作者还发现了一个不得了的事情。此前,有人曾证实短暂热处理细胞后,细胞内mRNA上m6A甲基化修饰能影响蛋白翻译。所以作者沿着这条思路,想知道环状RNA的甲基化是否会影响蛋白翻译。结果一验证,发现真的有影响。之后,作者按照以往的思路做了甲基化相关酶机制的验证,小编就不多说了,相信云粉们听得耳朵都生茧啦。

图5. m6A调控circRNA编码蛋白质机制

6.Cell reports: circRNA整体m6A甲基化谱

影响因子:8.28

哈佛大学医学院研究团队发现在胚胎干细胞和癌细胞中circRNA存在m6A修饰,并且同一circRNA在不同细胞中差异分布。功能研究表明,m6A 甲基化酶METTL3,YTHDF1、2参与了circRNA m6A修饰过程 。如果您想了解circRNA,可以看看他讲mRNA与circRNA中m6A 甲基化修饰的对比分析。


图6. circRNA及基因在不同组织中差异表达

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