云序生物最新m6A“RNA甲基化”研究匯總—非編碼RNA篇

RNA甲基化是目前申請(qǐng)國(guó)自然項(xiàng)目熱點(diǎn)，也是唯一能在短短3個(gè)月內(nèi)發(fā)數(shù)十篇nature，cell級(jí)別高分文章領(lǐng)域，近期RNA甲基化研究引起了科研工作者的研究熱潮。因mRNA參與蛋白編碼，之前多數(shù)文章針對(duì)mRNA甲基化進(jìn)行研究（詳細(xì)見云序課堂之前往期回顧）。然而許多研究表明發(fā)生m6A甲基化的非編碼RNA在基因調(diào)控、干細(xì)胞分化、癌細(xì)胞增殖、組織生長(zhǎng)發(fā)育等過程中起關(guān)鍵作用，因此對(duì)于非編碼RNA甲基化研究也是越來越火熱。今天，就讓我們來講講m6A RNA甲基化調(diào)控非編碼RNA家族中的明星成員：miRNA，LncRNA和circRNA。

1.Nature：m6A調(diào)控pri-miRNA的識(shí)別

影響因子：40.10

美國(guó)洛克菲勒大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)對(duì)人類乳腺癌細(xì)胞進(jìn)行了m6A RNA甲基化測(cè)序，高通量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明m6A靶向的pri-miRNA上有許多METTL3 motif。因此，就METTL3是否參與pri-miRNA的m6A甲基化修飾問題展開了立項(xiàng)調(diào)查。經(jīng)過細(xì)胞敲降，過表達(dá)，細(xì)胞定位等實(shí)驗(yàn)，證實(shí)METTL3與pri-miRNA結(jié)合。又經(jīng)過Clip測(cè)序，表明METTL3與pri-miRNA可直接結(jié)合。這篇文章干貨滿滿，還詳盡介紹了兩者的作用機(jī)制。

圖1. m6A甲基化調(diào)控pri-miRNA

2.Nature：LncRNA(MALAT1)的m6A調(diào)控pre-mRNA合成

影響因子：40.10

美國(guó)芝加哥大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)首次報(bào)道了一個(gè)LncRNA（MALAT1），與人類的肺癌相關(guān)，該基因的莖環(huán)結(jié)構(gòu)上存在一處m6A修飾。作者通過RNA pull down實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該位點(diǎn)發(fā)生m6A甲基化修飾后，與hnRNP C蛋白的結(jié)合能力增強(qiáng)。并證實(shí)甲基轉(zhuǎn)移酶METTL3和METTL14也參與此過程。想研究單個(gè)位點(diǎn)RNA甲基化的老師們，可以參考一下這篇文章。

圖2.MALAT1 上m6A甲基化修飾調(diào)控與hnRNP C結(jié)合

3.Cancer Cell：m6A甲基化調(diào)控LncRNA FOXM1-AS促進(jìn)癌細(xì)胞增殖

影響因子：27.41

作者分析了多個(gè)癌癥相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，預(yù)測(cè)到ALKBH5基因與惡性膠質(zhì)瘤的不良預(yù)后有關(guān)。進(jìn)行了功能實(shí)驗(yàn)后，也證實(shí)了其功能。隨后，作者以敲減ALKBH5基因的細(xì)胞為樣本，進(jìn)行了m6A RNA 甲基化測(cè)序和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，迅速找到靶基因FOXM1。并從序列位置和表達(dá)情況角度錨定LncRNA（FOXM1-AS），通過RNA pull down和回補(bǔ)實(shí)驗(yàn)證實(shí)兩者之間能夠直接結(jié)合。高通量統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明3’端FOXM1-AS基因存在甲基化現(xiàn)象，RIP測(cè)序證明ALKBH5與FOXM1-AS的甲基化水平呈正比。本文借助已有轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，確定相關(guān)基因功能后，再做機(jī)制研究，這個(gè)研究思路值得參考。

圖3.LncRNA FOXM1-AS上的甲基化修飾調(diào)控癌細(xì)胞增殖

4. Nucleic Acids Research：m6A甲基化調(diào)控lincRNA 1281影響小鼠胚胎干細(xì)胞分化

影響因子：10.16

lincRNA叫做基因間長(zhǎng)鏈非編碼RNA(large intergenic non-coding RNA)。一上來，作者先確定了linc1281對(duì)小鼠胚胎干細(xì)胞的增殖起指導(dǎo)作用。接著，檢測(cè)到linc1281基因甲基化程度很高，且在最后一個(gè)外顯子上存在3個(gè)RRACU的甲基化motif，分別過表達(dá)后，都未直接引起linc1281基因表達(dá)的變化。有時(shí)沒有變化也是一種結(jié)果，幸好作者沒有放棄，最后發(fā)現(xiàn)linc1281能夠調(diào)控ceRNA機(jī)制。

圖4.lincRNA 1281上m6A 甲基化修飾調(diào)控小鼠胚胎干細(xì)胞分化

5.Cell Research：m6A調(diào)控circRNA編碼蛋白質(zhì)

影響因子：15.6

說到circRNA的高分文章，有一篇怎么也繞不過去，他就是我們現(xiàn)在要說的這篇。他出自浙江大學(xué)王澤峰團(tuán)隊(duì),首次證實(shí)發(fā)生m6A甲基化的circRNA參與了蛋白編碼過程。我們來看看王老師是怎么研究此過程的機(jī)制。借助RIP測(cè)序，作者發(fā)現(xiàn)，與mRNA相比，m6A甲基化修飾在circRNA上更廣泛。接下來作者還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不得了的事情。此前，有人曾證實(shí)短暫熱處理細(xì)胞后，細(xì)胞內(nèi)mRNA上m6A甲基化修飾能影響蛋白翻譯。所以作者沿著這條思路，想知道環(huán)狀RNA的甲基化是否會(huì)影響蛋白翻譯。結(jié)果一驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)真的有影響。之后，作者按照以往的思路做了甲基化相關(guān)酶機(jī)制的驗(yàn)證，小編就不多說了，相信云粉們聽得耳朵都生繭啦。

圖5. m6A調(diào)控circRNA編碼蛋白質(zhì)機(jī)制

6.Cell reports: circRNA整體m6A甲基化譜

影響因子：8.28

哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在胚胎干細(xì)胞和癌細(xì)胞中circRNA廣泛存在m6A修飾，并且同一circRNA在不同細(xì)胞中差異分布。功能研究表明，m6A 甲基化酶METTL3，YTHDF1、2參與了circRNA m6A修飾過程 。如果您想了解circRNA，可以看看他講mRNA與circRNA中m6A 甲基化修飾的對(duì)比分析。

圖6. circRNA及基因在不同組織中差異表達(dá)

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