1. 什么是RNA甲基化修飾?
我們知道DNA的甲基化修飾是發生在胞嘧啶(C)上的,而最常見的RNA的甲基化修飾是m6A(N6-methyladenosine,6-甲基腺嘌呤)和尿苷化修飾(uridylation,U-tail)。
m6A修飾在70年代就發現了,是可以發生在mRNA、lncRNA等RNA的腺嘌呤(A)上的甲基化修飾,在哺乳動物中,發生 m6A修飾的腺嘌呤A比例為0.1–0.4%,算起來每條mRNA只有3-5個m6A甲基化位點。而U-tail是發生在
RNA的尿嘧啶修飾,通常與RNA的降解過程有關。
哺乳動物和酵母中的m6A位于mRNA終止密碼子附近和3’非翻譯區。RNA修飾能夠在轉錄后水平上調控RNA的穩定性、定位、運輸、剪切和翻譯,比如mRNA的翻譯和選擇性剪接,microRNA的成熟等。
DNA和組蛋白的表觀遺傳學修飾主要在轉錄水平上起作用。而可逆的RNA甲基化主要在轉錄后水平上調控基因表達。
2.RNA甲基化修飾的參與者有哪些?
在RNA甲基化修飾過程中,有三類分子參與其中:Writers, Erasers和Readers:
Writers:將甲基化修飾“寫入”RNA,即介導RNA的甲基化修飾過程。最常見的分子是METTL3和METTL14,兩者可在體外和體內催化mRNA(和其他細胞核RNA)的m6A甲基化。WTAP是這種甲基轉移酶復合體中的另一個關鍵組分。
Erasers:將RNA甲基化修飾信號“擦除”,即介導RNA的去甲基化修飾過程。FTO和ALKBH5可以去除mRNA(和其他細胞核RNA)上的m6A甲基化。
Readers:“讀取”RNA甲基化修飾的信息,并參與下游RNA的翻譯、降解等過程。比如具有YTHDF結構域的蛋白能夠識別并結合mRNA中的m6A,而這種結合會減少mRNA的半衰期促使其降解。
3. 檢測RNA甲基化修飾的實驗方法有哪些?
MeRIP–Seq(m6A RNA immunoprecipitation,或m6A-Seq):首先通過m6A特異性的抗體進行免疫沉淀富集,然后通過高通量測序的方法進行分析,以檢測發生m6A修飾的RNA轉錄本。該方法可將m6A殘基定位在100–200 nt的轉錄本區域中,無法在全轉錄組水平上鑒定m6A的精確位置。
miCLIP(m6Aindividual-nucleotide-resolution Cross-Linking and ImmunoPrecipitation):含有m6A的RNA與相應抗體結合以后,通過紫外進行交聯,反轉錄得到的cDNA會出現突變或者截斷,這樣就可以指示m6A的存在。該方法的分辨率為單核苷酸水平。
SCARLET(Site-specific Cleavage And Radioactive-Labeling followed by
ligation-assisted Extraction and Thin-layer chromatography)
通過結合位點特異性的RNA酶H、放射標記和TLC(薄層層析)的方法,對RNA甲基化修飾進行檢測,該方法是從單基因通量下檢測RNA的甲基化修飾。
4. 關于RNA甲基化的研究,發表的文章狀況是怎樣的?
由于RNA甲基化是早發現、剛重視的RNA甲基化修飾,所以相關的研究是非常新的,所以近幾年有很多的高分文章:
Comprehensive analysis of mRNA methylation reveals enrichment in 3' UTRs and near stop codons.Cell. 2012 Jun 22;149(7):1635-46.
Topology of the human and mouse m6A RNA methylomes revealed by m6A-seq.Nature. 2012 Apr 29;485(7397):201-6.
N6-methyladenosine marks primary microRNAs for processing.Nature. 2015 Mar 26;519(7544):482-5.
Emerging roles of RNA modification: m(6)A and U-tail.Cell. 2014 Aug 28;158(5):980-7.
Gene expression regulation mediated through reversible m?A RNA methylation.Nat Rev Genet. 2014 May;15(5):293-306.
Coordination of m(6)A mRNA Methylation and Gene Tranion by ZFP217 Regulates Pluripotency and Reprogramming.Cell Stem Cell. 2015 Dec 3;17(6):689-704.
m(6)A RNA methylation is regulated by microRNAs and promotes reprogramming to pluripotency.Cell Stem Cell. 2015 Mar 5;16(3):289-301.
Nuclear m(6)A Reader YTHDC1 Regulates mRNA Splicing.Mol Cell. 2016 Feb 18;61(4):507-19.
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