“RNA甲基化”研究匯總——擬南芥篇

關于RNA甲基化修飾的研究成果在Nature，Science，Cell等高分期刊上頻頻亮相，并一次次刷新人們對生命科學的認知。擬南芥作為植物界中研究RNA甲基化修飾的先行者，許多學者將它作為研究對象，并與最新m6A、m5C RNA甲基化測序技術結合，證實到RNA甲基化廣泛存在于擬南芥各個發育期，并揭示了RNA甲基化相關酶在特殊發育時期，如開花，葉片形成，種子發育，根部生長等過程中發揮重要作用。

小編全面整理了擬南芥RNA甲基化最新的研究成果，現從以下三方面進行闡述：

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  m6A RNA甲基化譜研究 

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  m6A RNA甲基化酶分子機制研究 

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  m5C RNA甲基化譜及甲基化酶分子機制研究 

一、擬南芥m6A RNA甲基化譜研究匯總

1. Genome Biology：擬南芥花葉根組織m6A RNA甲基化譜     

影響因子：13.21

西北農林科技大學聯合中科院和普渡大學，借助m6A RNA甲基化測序技術，對比擬南芥花，葉，根組織中（每種組織有兩個生物學重復）m6ARNA甲基化情況。結果發現檢測組織中m6A RNA甲基化修飾程度比人類高10%左右，占轉錄組的83%。

2. Nature Communications：不同品種擬南芥m6A RNA甲基化譜

影響因子：12.35

芝加哥大學聯合北大，利用m6A RNA甲基化測序技術，對比Can-0和Hen-16品種擬南芥根組織中m6A RNA甲基化譜，發現m6A的分布在兩個品種間高度保守。與人類m6A RNA甲基化位點分布情況相比，擬南芥m6A RNA甲基化位點在起始翻譯區特異性高表達。

二、擬南芥m6A RNA甲基化酶研究匯總

m6A RNA甲基化修飾酶，主要包括Writer，Eraser和Reader，如METTL3/14/16，WTAP；ALKBH5等。那么，在植物中，RNA甲基化酶都研究到什么程度了？小編都給您整理好了，見下表。

1.Developmental Cell：擬南芥m6A修飾調控芽尖細胞增殖

影響因子：11.91

由于擬南芥FIP37與人類甲基化轉移酶WTAP高度同源，因此作者想看看FIP37的功能是否與人類的WTAP一樣。帶著這個問題，作者運用T-DNA突變法構建了FIP37的野生型和突變型，敲除后發現對莖尖分生組織增殖影響顯著。又將正常，敲除或過表達FIP37擬南芥為樣本，分別進行m6A RNA甲基化測序，結果發現敲除組m6A修飾水平顯著低于正常和過表達組。通過RIP測序，證實FIP37能夠直接與WUS和STM基因結合，進行m6A RNA甲基化修飾。

2.The Plant Cell：TLC法檢測擬南芥m6A RNA甲基化修飾

影響因子：8.23

前篇文章的作者之所以挑FIP37來做機制研究，主要是緣于這篇文章的鋪墊。在m6A RNA甲基化測序技術未成熟時期，先通過70年代就有應用的TLC法，檢測到擬南芥花，葉，根組織中廣泛存在m6A RNA甲基化修飾，在開花時期其甲基化修飾程度更高。作者接著應用酵母雙雜交技術，證實了FIP37通過與MTA結合，形成甲基轉移酶復合物。

3.New Phytologist：擬南芥中存在多種m6A RNA甲基化轉移酶

影響因子：7.43

馬薩里克大學研究團隊證實甲基化轉移酶MTB和FIP37調控了m6A RNA甲基化修飾。分別敲降甲基化轉移酶后，檢測發現擬南芥根組織的增殖情況發生異常。另外，作者還檢測到擬南芥的甲基化轉移酶，Virilizer和Hakai。如果想研究植物RNA甲基化酶，“墻裂”推薦這篇作為敲門磚！

4.The Plant Cell：m6A RNA Eraser----ALKBH10調控擬南芥開花

影響因子：8.23

北大研究團隊對擬南芥中去甲基化轉移酶進行了研究，發現ALKBH10B在擬南芥開花期間高表達。敲降后，干擾組開花用時比對照組長。作者又通過m6A RNA甲基化測序，檢測了敲降ALKBH10B樣本后發現1000多個基因發生了差異的甲基化修飾。此文還找到幾個與ALKBH10B直接作用的靶基因和miRNA，感興趣的老師可以詳細看看。

接下來，小編將通過3篇文章介紹擬南芥與其m6A RNA甲基化Reader ECT2。有趣的是，這3篇文章發表在同一期刊：The Plant Cell；更有意思的是，它們見刊時間相差不到一個月。

5.The Plant Cell：擬南芥m6A修飾調控ECT2的YTH結構，影響毛狀分枝形態

影響因子：8.23

這篇文章的思路值得借鑒，作者首先以一般YTH結構域多在Reader上分布為依據，通過序列比對，發現擬南芥ECT2蛋白上存在許多YTH結構域，推測其能夠識別m6A 結合位點。這個思路，不知云粉們是否覺得眼熟？之前，在m6A RNA甲基化---非編碼RNA篇中就曾介紹過，發表在Nature上，作者在pri-miRNA上發現許多METTL3的motif，經過驗證后發現這些motif的確與m6A RNA的甲基化轉移酶有關。

6.The Plant Cell：擬南芥ECT2的甲基化調控mRNA的穩定性并影響毛狀分枝形態

影響因子：8.23

本篇文章重在篩選能與ECT2蛋白結合的靶基因，找到了3個，分別為TTG1、ITB1、DIS2。首先，作者根據自己的實驗需求，開發了一套FA-CLIP（甲醛交聯-免疫共沉淀）流程，成功找到發生甲基化RNA與ECT2結合位點，并確定結合區域為3'UTR。作者又應用凝膠遷移（EMSA）技術，證明3’UTR上的UGUA序列為植物特有，且可被ECT2特異性的識別。

7.The Plant Cell：YTH結構域調控m6A RNA甲基化修飾，影響葉片發育和形態

影響因子：8.23

哥本哈根大學研究團隊對比研究了ECT2-4的結構，發現ECT2，3能通過與m6A結合位點結合，調控葉片生長，毛狀體形態，而ECT4僅在ECT2，3都缺失時，才發揮作用。作者通過進化樹和對已有轉錄組庫的篩選，最終確定將ECT2-4作為重點來研究。通過定點突變m6A RNA甲基化位點，構建單敲/雙敲/三敲的擬南芥模型及回補措施，分別對擬南芥葉片上的毛狀分枝數量做統計，最終證實ECT2-4上的m6A RNA甲基化位點均具有調控作用。在擬南芥中，作者首次比對了人類與擬南芥ECT蛋白的結構，發現其N端包含許多無序的蛋白結構，此發現為推測Reader與靶基因結合從而形成聚合體提供理論依據。

三、擬南芥m5C RNA甲基化譜及甲基化酶研究匯總

1. Molecular Plant：擬南芥m5C RNA甲基化譜及TRM4B酶功能

影響因子：9.33

中國農業科學院的谷曉峰課題組將RIP技術與傳統轉錄組測序結合，檢測到擬南芥中差異表達基因上平均有1-2個m5C甲基化位點。同時，證明了m5C甲基轉移酶TRM4B及其突變體對擬南芥根發育的影響。

2. The Plant Cell：擬南芥m5C RNA甲基化譜及TRM4B酶對根的影響

影響因子：8.23

與上篇不同，本研究團隊采用m5C RNA甲基化測序研究擬南芥中m5C甲基化譜，在種子，幼芽，根中發現了1000多個特異性的位點。敲低RNA m5C甲基轉移酶TRM4B，造成tRNA穩定性的降低。研究人員還證實TRM4B突變體的初級根比野生型更短，同時對氧化的應激反應更敏感。