检测m6A的方法非常多,如包括MeRIPseq、 miCLIP-seq、 SCARLET、 LC-MS/MS等。2012年之后,两篇发表于Nature和Cell上的论⽂可以说是di⼀次从转录水平上,大范围高通量地鉴定了人和小鼠m6A的甲基化水平(Dominissini 2012和Meyer 2012)。这两篇独li发表的论文采用的he心方法就是将m6A抗体与带有m6A的mRNA的片段相结合后进行高通量测序。通过对下机数据的分析,来鉴定mRNA上m6A程度较高的区域,分辨率约为100nt。这种方法我们称之为MeRIP-seq(methylated RNA immunoprecipitation sequencing)或m6A-seq。云序生物提供成熟m6A RNA甲基化MeRIP-seq服务。宁夏平台m6A
既然 FTO 敲降所导致的 c-Myc 蛋白的表达水平上升并不是由 MYC mRNA 表达水平的变化造成的,那么造成这一现象的原因会是什么呢?会不会是 mRNA 翻译调控呢?YTHDF1 是一种典型的 RNA m6A 甲基化识别蛋白(也就是 m6A 的 “Reader”)。用 anti-YTHDF1 抗体进行 RIP 实验,发现 FTO 的敲降将会增强 YTHDF1 与 MYC mRNA 的结合。虽然敲降 YTHDF1 并没有影响 MYC mRNA 的表达水平,但却能降低 c-Myc 蛋白的表达水平。在上一段中发现的 FTO 的敲降所导致的 c-Myc 蛋白表达水平的上升,还会被 YTHDF1 的敲降所逆转,说明 YTHDF1 发挥功能的位置在 FTO 的下游和 c-Myc 的上游 。综上可知,FTO 表达下调所导致的 MYC mRNA 高水平 m6A 修饰,可被 YTHDF1 识别并结合,从而促进 MYC mRNA 翻译为 c-Myc 蛋白。宁夏平台m6A对m6A RNA流行检测手段为MeRIP-Seq技术。
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。
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是X. laevis中一个高度保守的mRNA修饰。
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 RNA修饰上游酶的筛选。宁夏平台m6A
快速检测m6A整体甲基化水平。宁夏平台m6A
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。宁夏平台m6A
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