2019年9月m6A RNA甲基化研究總結

發(fā)稿時間：2019-10-31來源：天昊生物

2019年9月份m6A RNA甲基化方向共有11篇5分以上文章發(fā)表（Epub時間最早也在9月份，含綜述），其中10分以上有5篇文章。這11篇文章中2篇涉及m6A檢測方法；2篇m6A相關綜述；2篇文章涉及METTL5這一甲基化轉(zhuǎn)移酶，（METTL5被證實與18S rRNA的m6A修飾有關）；4篇與腫瘤相關；還有1篇涉及肺纖維化。

Nature Methods文章介紹了一種DART-seq的方法用于檢測m6A修飾，這種方法將胞嘧啶脫氨酶APOBEC1和與m6A結合的YTH結構域融合，表達APOBEC1-YTH的細胞能夠誘導m6A殘基臨近的胞嘧啶發(fā)生C-U的脫氨反應，從而用標準的RNA-seq能夠檢測m6A修飾位點。這種方法能夠用于低達10 ng total RNA中m6A修飾位點檢測，并且能夠檢測隨時間進展的m6A的變化，另外還可以利用長讀長的測序方法獲得長轉(zhuǎn)錄本中的m6A分布。

Nature Communications則介紹了利用納米孔測序的方法直接對RNA進行測序，利用新的算法針對m6A修飾或未修飾序列進行檢測能夠?qū)崿F(xiàn)90%的準確性，in vivo的結果中對酵母樣本進行檢測能夠?qū)崿F(xiàn)87%的準確性。這項結果對于研究天然的RNA分子中的修飾功能提供了新的方法。

這篇最新的Nature Reviews總結了新的表征和定量表觀轉(zhuǎn)錄組的方法，討論了m6A readers/writers/erasers相關的機制和功能中的新的概念或者爭議。

這篇綜述圍繞營養(yǎng)生理學和代謝領域中m6A RNA甲基化修飾的研究進展，m6A甲基化與多種人類疾病相關，包括肥胖、糖尿病、代謝綜合征和癌癥。相反地，營養(yǎng)和飲食也能夠調(diào)節(jié)或逆轉(zhuǎn)m6A甲基化模式對基因表達的影響。

NAR（核酸研究）雜志以突破性進展報道了METTL5能夠使18S rRNA發(fā)生m6A修飾，ZCCHC4能夠使28S rRNA發(fā)生修飾；METTL5必須與已知的甲基轉(zhuǎn)移酶激活劑TRMT112形成二聚體復合物，以獲得代謝穩(wěn)定性。這篇文章首次提供了METTL5-TRMT112的原子分辨率結構，表明其RNA結合模式與其它的m6A RNA甲基轉(zhuǎn)移酶明顯不同。

而AJHG（美國人類遺傳學雜志）上則報道了通過對智力障礙患者進行外顯子測序，發(fā)現(xiàn)METTL5存在雙等位基因的移碼突變與智力障礙相關，這些變異以常染色體隱性遺傳的方式與疾病共分離，包括中等到嚴重的智力障礙、頭小畸形、面部畸形。文章中也提到了METTL5與其它m6A修飾蛋白的結構域相似，其可能參與神經(jīng)元中DNA/RNA的表觀調(diào)控。

2019年9月哈爾濱醫(yī)科大學生物信息科學與技術學院徐娟、李永生、張云鵬課題組在Molecular Cancer上以Letter形式發(fā)表了題為“Molecular characterization and clinical relevance of m6A regulators across 33 cancer types”的論文，主要基于TCGA數(shù)據(jù)庫分析了33個癌種中m6A調(diào)控因子（regulators）的分子特征和臨床相關性。（詳見m6A純生信挖掘可以為基金申請加分）

研究人員在乳腺癌中利用CRISPR screen的方法發(fā)現(xiàn)了遠端上游的結合蛋白1（FUBP1）是一個“l(fā)ong tail”驅(qū)動基因（候補的、較少發(fā)生突變、合作驅(qū)動腫瘤的基因），F(xiàn)UBP1能夠與其它腫瘤抑制基因協(xié)作，通過擾亂細胞分化和細胞結構實現(xiàn)轉(zhuǎn)化乳腺上皮細胞的功能。機制上，F(xiàn)UBP1參與m6A RNA甲基化調(diào)控，其缺失導致RNA剪接整體的改變，以及異常的驅(qū)動異構體廣泛的表達。這些結果表明單個基因的體細胞突變能夠參與到RNA剪接，而且m6A RNA甲基化能夠?qū)χ铝鲂赞D(zhuǎn)化的貢獻者提供“全副盔甲”。

該研究主要發(fā)現(xiàn)在惡性膠質(zhì)瘤中METTL3通過調(diào)控剪接因子的無義介導的RNA衰減（NMD）及可變剪接異構體的轉(zhuǎn)變來維持其致癌的角色。首先驗證了METTL3和膠質(zhì)瘤的臨床相關性，METTL3的細胞學功能；其次通過轉(zhuǎn)錄組測序和MeRIP-seq發(fā)現(xiàn)下調(diào)METTL3降低了SRSFs的m6A修飾水平，繼而導致基于YTHDC1的SRSFs轉(zhuǎn)錄本的NMD及蛋白表達的下降；SRSFs表達的下降會引起可變剪接異構體轉(zhuǎn)變的更大變化；METTL3缺陷影響的表型能夠通過下調(diào)BCL-X或NCOR2異構體被rescue?？傮w上，這些結果證實了m6A在調(diào)控NMD上新的功能，同時揭示了METTL3促進惡性膠質(zhì)瘤腫瘤生長和進展的機制。

這篇文章發(fā)現(xiàn)METTL3與結直腸癌的臨床和功能的相關性，機制上，METTL3能夠調(diào)控pri-miR-1246的m6A甲基化修飾，從而促進pri-miR-1246的成熟，繼而通過miR-1246-SPRED2-MAPK信號通路影響結直腸癌的轉(zhuǎn)移。（相同思路可以參考m6A與miRNA研究案例）

該研究利用納米級炭黑粒子誘導大鼠肺纖維化，功能機制上發(fā)現(xiàn)炭黑處理后pri-miR-126的m6A修飾水平及與DGCR8的結合均下降，導致了成熟的miR-126水平的降低，繼而激活了PI3K-AKT-mTOR通路，最終驅(qū)動了肺纖維化的發(fā)生。（相同思路可以參考m6A與miRNA研究案例）

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