華人學者NatureMethods揭示RNA甲基化的復雜性

　　在分子生物學的中心法則中，遺傳信息從DNA、RNA流向蛋白。基因組DNA和組蛋白上都存在可逆的表觀遺傳學修飾，這些修飾可以調控基因的表達，并由此決定細胞的狀態，影響細胞的分化和發育。近年來人們發現，mRNA和其他RNA上也存在類似的調控機制。

　　N6-methyladenosine（m6A）是真核生物mRNA上最常見的一種轉錄后修飾，介導了超過80%的RNA堿基甲基化。這種甲基化修飾非常普遍，出現頻率大約是3-5個殘基/mRNA。近年來，科學家們正在逐步揭開這種mRNA甲基化的神秘面紗。

　　為了深入了解m6A表觀轉錄組，哈佛大學和加州大學的研究團隊開發了一種新的新測序技 術——m6A-LAIC-seq（m6A-level and isoform-characterization sequencing）。這一重要成果發表在七月四日的Nature Methods雜志上，文章通訊作者是哈佛醫學院的Cosmas C. Giallourakis和加州大學洛杉磯分校的華人學者Yi Xing。

　　Dr. Yi Xing本科畢業于中國科技大學，后來在加州大學洛杉磯分校取得博士學位，現在是加州大學洛杉磯分校的副教授。他在生物信息學、基因組學和RNA生物學領 域發表了許多研究成果，曾獲得2013年的斯隆研究獎（Sloan Research Fellowships）。斯隆研究獎由斯隆基金會自1955年起每年頒發，獎勵那些在職業生涯早期的杰出年輕學者。

　　目前我們對特定基因的m6A水平還缺乏了解，不清楚有多少轉錄本拷貝存在m6A修飾。研究人員認為，定量分析轉錄組 的m6A水平，有助于評估m6A對基因表達水平的影響力。他們用m6A-LAIC-seq對整個轉錄組進行分析，定量評估了甲基化轉錄本與非甲基化轉錄本 的比例。

　　研究顯示，轉錄組中的m6A水平普遍沒有達到100%，而且存在細胞類型特異性。甲基化轉錄本與非甲基化轉錄本對APA位點有不同的偏好。甲基化轉錄本喜歡使用附近的APA位點，而非甲基化轉錄本傾向于使用較遠的APA位點。

　　Dr. Yi Xing此前曾與斯坦福大學、哈佛大學的研究人員合作，在小鼠和人類胚胎干細胞中繪制了m6A甲基化組的詳細圖譜。他們在Cell Stem Cell雜志上發表文章，向人們展示了m6A的進化保守性及其在胚胎干細胞中的功能。

　　目前的m6A分析方法主要是把methyl-RNA免疫沉淀和測序結合起來，稱為MeRIP-Seq或者m6A -Seq。這種方法只能將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。去年六月美國康奈爾大學的研究團隊在Nature Methods雜志上發表了一種名為miCLIP的新技術。這種技術可以很方便的獲得單核苷酸分辨率m6A圖譜。近年來科學家們逐漸發現m6A修飾與人類疾病關系密切，但對m6A起到的具體作用還知之甚少。約翰霍普金斯大學和中 山大學的研究人員發現，低氧條件通過m6A去甲基化誘導乳腺癌干細胞表型。這項研究發表在三月二十一日的美國國家科學院院刊PNAS雜志上，通訊作者是約 翰霍普金斯大學醫學院的著名學者Gregg Semenza教授。中山大學第一附屬醫院的Chuanzhao Zhang是這篇文章的第一作者。