2019年11月m6A RNA甲基化研究總結(jié)

發(fā)稿時間：2019-12-10來源：天昊生物

2019年11月份m6A RNA甲基化方向共有7篇5分以上文章發(fā)表（Epub時間最早也在11月份），其中國內(nèi)科研團隊的3篇與腫瘤相關(guān)的article文章均發(fā)表在Molecular Cancer雜志上。值得一提的是該雜志的影響因子從2017年的7.776到2018年直接破了10分，達到10.679。另外該雜志近期正對新的主題系列進行征文：“Non-coding RNAs and RNA modifiers in cancer progression and cancer cells resistance to therapies”。7天之內(nèi)出初審結(jié)果，2020年2月即可發(fā)表，不過截止日期在本月15號，有意向的老師可得抓緊嘍！

從這一主題來看，也難怪今年該雜志有很多非編碼RNA和RNA修飾的文章發(fā)表。以下將對該7篇文章進行簡單介紹：

（一）

上海交通大學醫(yī)學院附屬仁濟醫(yī)院肝臟外科夏強課題組與芝加哥大學何川課題組合作揭示了YTHDF2的減少促進了肝癌的炎癥和血管異常。

背景：動態(tài)N6-甲基腺嘌呤(m6A)修飾之前被認為是普遍存在的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，影響著mRNA的穩(wěn)態(tài)。然而，在人類癌癥中與m6A相關(guān)的表觀轉(zhuǎn)錄組變化和功能仍不明確。因此我們的目的是識別m6A甲基化在肝細胞癌(HCC)中的概況和結(jié)果。

主要結(jié)果：采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法和m6A免疫沉淀結(jié)合高通量測序，我們檢測了人HCC中m6A修飾的mRNA的水平。由于YTHDF2的減少，人HCC表現(xiàn)出m6A修飾的特征增加，伴隨著mRNA表達水平的增加。YTHDF2的低表達預測HCC患者的分類和預后較差，其表達與HCC m6A修飾呈負相關(guān)。YTHDF2在人肝癌細胞中被沉默或在小鼠肝細胞中被敲除，可引起炎癥、血管重建及轉(zhuǎn)移進展。機制上，YTHDF2導致了含有m6A修飾的IL11和SERPINE2 mRNA的降解，而這些mRNA負責炎癥介導的惡性和血管正?；钠茐摹Ｏ喾吹兀琘THDF2轉(zhuǎn)錄受制于HIF-2α。HIF-2α拮抗劑(PT2385)的利用恢復了YTHDF2介導的表觀遺傳機制，并且抑制了肝癌。這項研究結(jié)果確定了人HCC中m6A修飾的mRNA圖譜，并揭示了YTHDF2作為一種分子“變阻器”參與了腫瘤的表觀轉(zhuǎn)錄組和進展。

（二）

上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院眼科范先群課題組、賈仁兵課題組，中科院北京基因組研究所楊運桂課題組合作揭示了m6A修飾通過調(diào)控HINT2 mRNA翻譯抑制眼黑色素瘤。

背景：由N6-甲基轉(zhuǎn)移酶產(chǎn)生，去甲基酶擦除的動態(tài)N6-甲基腺嘌呤(m6A) RNA修飾調(diào)控著基因表達、可變剪接和細胞命運。眼黑色素瘤包括葡萄膜黑色素瘤(UM)和結(jié)膜黑色素瘤(CM)，是成人最常見的原發(fā)性眼部腫瘤，也是第二常見的黑色素瘤。然而，m6A修飾在眼黑色素瘤中的功能作用仍不清楚。

方法：使用m6A實驗和生存分析來探討m6A整體水平的下降，表明眼黑色素瘤的晚期和預后不良。miCLIP-seq、RNA-seq和無標簽質(zhì)譜數(shù)據(jù)的多組學分析表明，m6A RNA修飾在轉(zhuǎn)錄后可促進HINT2的表達。RNA免疫沉淀(RIP)-qPCR和雙熒光素酶實驗顯示，HINT2 mRNA與YTHDF1特異性相互作用。此外，多聚體(polysome profiling)分析顯示，在m6A甲基化程度較高的眼黑色素瘤細胞中，翻譯池中HINT2 mRNA的含量會更高。

主要結(jié)果：實驗表明RNA甲基化明顯抑制UM和CM的進展。眼黑色素瘤樣本顯示m6A水平下降，提示預后不良。體外和體內(nèi)實驗均表明m6A整體修飾的改變與腫瘤的進展密切相關(guān)。機制上，YTHDF1促進了甲基化的HINT2 mRNA的翻譯，這是一種眼黑色素瘤的腫瘤抑制因子。我們的工作揭示了眼黑色素瘤中m6A甲基化的一個關(guān)鍵功能，并為理解m6A修飾提供了額外的見解。

（三）

鄭州大學第一附屬醫(yī)院泌尿外科楊錦建課題組和小兒內(nèi)科田鳳艷課題組合作揭示了Mettl14通過Notch1的m6A修飾抑制膀胱腫瘤起始細胞（TIC）的自我更新和膀胱腫瘤的發(fā)生。

背景：N6-甲基腺嘌呤(m6A)是RNA最重要的修飾之一。膀胱癌是發(fā)達國家常見的一種癌癥類型，每年有數(shù)十萬膀胱癌患者死亡。膀胱腫瘤塊中有多種細胞，少數(shù)被定義為腫瘤起始細胞(TIC)具有自我更新和分化的能力。膀胱TICs驅(qū)動膀胱腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移，其活性受到精細的調(diào)控。然而，m6A在膀胱TIC自我更新中的作用尚不清楚。

主要結(jié)果：我們發(fā)現(xiàn)m6A修飾在膀胱腫瘤和膀胱TICs中顯著下降。m6A水平與臨床嚴重程度和預后相關(guān)。Mettl14在膀胱癌和膀胱TICs中低表達。Mettl14基因敲除促進膀胱TICs的增殖、自我更新、轉(zhuǎn)移和腫瘤的起始能力，而Mettl14基因的過表達起相反的作用。Mettl14和m6A修飾參與Notch1 mRNA的RNA穩(wěn)定性。Notch1 m6A修飾抑制其RNA穩(wěn)定性。Notch1在膀胱腫瘤發(fā)生和膀胱TICs的自我更新中起重要作用。本研究揭示了Mettl14和m6A在膀胱腫瘤發(fā)生和膀胱TICs中的新作用，為膀胱TICs調(diào)控和m6A功能建立了新的層次。

（四）

美國康奈爾大學錢書兵教授團隊發(fā)現(xiàn)mRNA編碼區(qū)的m6A通過含有YTHDC2的RNA解旋酶促進翻譯。該團隊之前新開發(fā)的m6A編輯工具能夠在不改變基本序列的前提下實現(xiàn)對m6A修飾的寫入和擦除（參見m6A領(lǐng)域熱點與熱點相結(jié)合）。

N6-甲基腺嘌呤(m6A)的動態(tài)mRNA修飾使基因調(diào)控更加豐富和復雜。m6A標記沿成熟mRNA呈非對稱分布，約35%的m6A殘基位于編碼區(qū)(CDS)。有研究表明，CDS中的甲基化會使翻譯延伸減緩。然而，無論是內(nèi)源性mRNA的解碼特征，還是CDS m6A的生理意義都沒有被明確定義。在這里，我們發(fā)現(xiàn)CDS m6A以一種特定密碼子的方式導致核糖體暫停。出乎意料的是，從這些轉(zhuǎn)錄本中刪除CDS m6A會導致翻譯的進一步減少。對RNA結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析表明，CDS m6A通過分解mRNA二級結(jié)構(gòu)來正向調(diào)控翻譯。我們進一步證明CDS甲基化的延伸促進作用需要含有m6A閱讀器YTHDC2的RNA解旋酶。我們的發(fā)現(xiàn)確立了CDS甲基化的生理意義，并發(fā)現(xiàn)了m6A閱讀蛋白的非重疊功能。

（五）

加利福尼亞大學科研團隊發(fā)現(xiàn)ZCCHC4蛋白在28S rRNA m6A甲基化中的結(jié)構(gòu)和調(diào)控。9月份NAR（核酸研究）雜志曾以突破性進展報道了METTL5能夠使18S rRNA發(fā)生m6A修飾，其中也提到了ZCCHC4能夠使28S rRNA發(fā)生修飾。（參考2019年9月m6A RNA甲基化研究總結(jié)）

（六）

這篇綜述總結(jié)了癌癥中m6A RNA甲基化和非編碼RNA之間的相互作用及其生物學功能。m6A對非編碼RNA的修飾調(diào)控非編碼RNA自身的剪切、轉(zhuǎn)運、穩(wěn)定性和降解。它還通過影響細胞的生物學功能來調(diào)節(jié)癌細胞的增殖和轉(zhuǎn)移、干細胞分化和內(nèi)穩(wěn)態(tài)。有趣的是，非編碼RNA也在調(diào)節(jié)這些m6A修飾中發(fā)揮重要作用。此外，越來越清楚的是m6A和非編碼RNA可能有助于癌癥治療的臨床應(yīng)用。

我們在之前總結(jié)的內(nèi)容也詳細介紹過非編碼RNA的m6A修飾是今年國自然的一大熱門主題，詳見m6A與miRNA研究案例，2019國自然最全m6A RNA甲基化解析。

（七）

這篇綜述總結(jié)了植物mRNA中的m6A修飾及其它共價修飾的功能。植物領(lǐng)域相關(guān)文章分享參考2019年10月m6A RNA甲基化研究總結(jié)，m6A領(lǐng)域熱點與熱點相結(jié)合，Plant Physiology：基因組復制介導的RNA m6A進化研究。

天昊生物

天昊生物具有多年基因組、轉(zhuǎn)錄組和表觀組等多組學檢測與分析的經(jīng)驗，m6A RNA甲基化作為表觀領(lǐng)域的一大熱點，天昊生物可為您提供m6A整體水平定量，結(jié)合RNA-seq和m6A MeRIP-seq挖掘潛在的受m6A調(diào)控酶影響的靶點，同時可對靶點進行MeRIP-qPCR驗證。生信團隊亦可提供個性化的數(shù)據(jù)庫挖掘與生信分析內(nèi)容。

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