m6A修饰在植物生长发育和抗逆境胁迫中的功能

真核生物mRNA存在多种甲基化修饰,其中N⁶-腺苷酸甲基化(N⁶-methyladenosine, m⁶A)修饰是最为常见的一种动态内部修饰。m⁶A是指RNA腺嘌呤的第6位氮原子上发生甲基化修饰,它能够动态的被甲基转移酶添加,被去甲基化酶去除,以及被甲基化阅读蛋白识别。近年来,植物m⁶A修饰相关的酶被陆续鉴定,研究发现m⁶A修饰调控植物胚胎发育、茎尖分生组织分化、开花等生长发育过程,在植物抗逆境胁迫响应中也具有重要调控作用。本文就m⁶A修饰相关酶的组成及其在植物生长发育和植物抗逆境胁迫过程中的功能相关研究进展进行综述,并对甘蓝型油菜中m⁶A修饰相关的酶进行了生物信息学分析。     

m6A修饰对神经干细胞分化的影响

神经干细胞是中枢神经系统中具有自我更新能力并且能够分化产生成熟脑细胞的多潜能细胞，移植神经干细胞治疗神经退行性疾病是一项新兴趋势，已被证实可恢复疾病动物的神经功能。N⁶-甲基腺苷(N⁶-methyladenosine,m⁶A)发生在RNA分子腺苷酸第六位氮原子上，m⁶A甲基转移酶(Writers)和去甲基化酶(Erasers)能够可逆性调控RNA分子的m⁶A甲基化水平，而m⁶A甲基化结合蛋白(Readers)则可以识别RNA上的m⁶A修饰，影响RNA的降解、稳定性和翻译等生物学过程。研究表明，m⁶A修饰在神经系统中含量丰富，并且随着年龄的增长、疾病的进展，其水平发生改变。m⁶A相关酶表达的差异可引起m⁶A修饰水平的改变。一些神经相关因子受到m⁶A修饰的调控，在不改变碱基序列的条件下影响着神经干细胞的分化和神经系统功能的发挥。现将m⁶     

RNA中6-甲基腺嘌呤的研究进展

RNA酶促共价修饰研究, 尤其是m⁶A(6-甲基腺嘌呤), 是RNA生物学研究的一个新兴领域。m⁶A是真核生物mRNA内部序列中最常见的一种转录后修饰形式, 由包含3个独立组分的复合物mRNA: m⁶A甲基转移酶催化生成。最新研究发现肥胖相关蛋白FTO可以脱掉m⁶A上的甲基, 表明该甲基化过程是可逆的。抑制或敲除m⁶A甲基转移酶会引起重要的表型变化, 但是由于过去的检测方法受限, m⁶A确切的作用机制目前为止还不甚清楚。二代测序技术结合免疫沉淀方法为大规模检测m⁶A修饰并研究其作用机制提供了可能。文章主要综述了m⁶A的发现史、生成机制、组织和基因组分布、检测方法、生物学功能等及其最新研究进展, 并通过比较3种IP-seq技术和数据分析的异同及优缺点, 对m⁶A这种RNA表观修饰研究中尚未解决的问题进行了讨论。     

m6A修饰与植物RNA病毒侵染

N⁶-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine, m⁶A)是真核生物m RNA中丰度最高的RNA转录后化学修饰. RNA的m⁶A修饰主要由甲基化转移酶(writers)、去甲基化酶(erasers)以及阅读蛋白(reader proteins)共同调控.近年的研究表明, m⁶A修饰在植物病毒侵染中发挥了重要作用,相关调控机制成为植物病毒领域的研究热点.本文概述了植物RNA m⁶A修饰相关蛋白的基本组成和m⁶A修饰的检测技术,重点阐述了m⁶A修饰在植物与RNA病毒互作中的作用,并提出了今后植物RNA病毒m⁶A修饰功能研究的方向.     

编委推荐

Developmental Cell|m⁶A去甲基化酶在胚胎发育和组织稳态中的生理意义N⁶-甲基腺苷(m⁶A)是最普遍的mRNA 修饰之一,m⁶A 修饰的动态变化由甲基转移酶(Writer)、去甲基化酶(Eraser)和阅读蛋白(Reader)等蛋白复合物共同调控。FTO 是主要的m⁶A 去甲基化酶之一,最初被认为可能与纤毛病和肥胖症有关联,然而其生理意义及潜在的作用机制仍然是一个悬而未决的问题。     

基于circRNA的m6A修饰对肿瘤及免疫的调控作用

环状RNA(circular RNA,circRNA)是一类由反向剪切形成的单链共价闭合RNA分子，可通过吸附微RNA(microRNA,miRNA),结合RNA结合蛋白(RNA-binding protein, RBP),以及调控基因表达调控多种生命活动。此外，circRNA还能进行翻译活动，并被认为是一种有前景的生物标志物。N⁶-甲基腺嘌呤(N⁶-methyladenosine, m⁶A)为真核生物中广泛存在且最为常见的RNA修饰方式，通过m⁶A甲基转移酶(writers)、m⁶A去甲基化酶(erasers)和m⁶A识别蛋白(readers)3类调控因子发挥功能。近期的研究发现，m⁶A除了能在mRNA中发挥的作用外，对circRNA也具有调控作用。m⁶A修饰可调控circRNA的表达、稳定性、胞质转移、翻译及逃避非特异性免疫，已经被报道可以在直结肠癌、肝癌、非小细胞肺癌、宫颈癌、乳腺癌、骨肉瘤、下咽鳞状细胞癌...     

m6A修饰调控细胞自噬参与雄性生殖疾病研究进展

N⁶-甲基腺苷(N⁶-methyladenosine, m⁶A)修饰是在腺苷核苷酸N⁶位置上发生的甲基化,在多种RNA代谢过程如m RNA剪接、翻译、运输、降解中发挥关键作用,进而对各种生命过程产生广泛影响。细胞自噬是真核细胞在自噬相关基因的调控下通过溶酶体对自身细胞质蛋白质和受损细胞器进行降解的过程。本文总结了m⁶A修饰调控细胞自噬在雄性生殖疾病发生发展过程中的研究进展,旨在为今后m⁶A修饰调节自噬水平在雄性生殖中的调控机理研究提供参考资料,为雄性生殖疾病的治疗策略提供新方向。     

RNA m6A甲基化与神经发育

中枢神经系统控制高级神经活动,例如知觉、运动、语言和认知等。作为人体神经系统最重要的部分,其正常的发育及功能活动在人体发育过程中至关重要。更好地了解调节神经系统发育的基本分子途径以及对大脑的基本生物学理解,可以帮助诊断和治疗各种神经疾病。RNA分子m⁶A修饰状态的动态变化及其功能主要由m⁶A甲基转移酶、m⁶A去甲基化酶和m⁶A阅读蛋白等蛋白质复合物共同调控。本文对此进行了详细介绍,并详细概述m⁶A修饰对神经发育的影响,重点介绍表观转录组学在基因调控中的作用。此外,还强调m⁶A修饰在神经发育过程中的生物学意义,包括神经发生、神经分化、轴突导向、突触形成及突触可塑性等。根据不同的实验原理和实验技术,本文详细介绍了最近发展的几种检测m⁶A位点的技术,每种方法都有各自的优点,据此将能够更广泛和更深入地研究这一修饰,并选择合适的方法去研究课题。RNA m⁶A甲基化是神经科学领域的一个新前沿。近年来,随着m⁶A检测技术的发展,m⁶A甲基化在神经系统发育过程中及神经疾病发生中的作用研究逐渐成为热点,具有很大潜力,为神经发育和神经疾病的研究提供了新视角。     

m6A修饰在骨骼肌生成中的作用及骨骼肌损伤再生的中医疗法

骨骼肌是人体运动系统的主要器官,骨骼肌受损会降低生活质量、加重疾病恶化,探究骨骼肌再生和修复对恢复和维持肌肉功能至关重要。N6-甲基腺苷(N6-methyladenosine,m⁶A)修饰是真核生物中重要的mRNA甲基化修饰,其在调控骨骼肌生成中的作用与中医药健脾补肾法滋养肌肉生长相契合。本文总结了m⁶A甲基化修饰相关同源因子甲基转移酶、去甲基化酶和识别蛋白在骨骼肌生成中的作用,并探讨了其与中医理论的相关性,以及中医药疗法在骨骼肌生成中的应用,为深入研究骨骼肌修复与再生的相关分子机制及中医药介导m⁶A修饰调控骨骼肌生成提供理论依据和研究思路。     

N6-腺苷酸甲基化修饰在脂质代谢紊乱疾病中调控作用研究进展

脂质代谢是一个复杂的生理过程,与营养调节、激素平衡和内分泌作用密切相关,它涉及多种因子和信号转导通路的互作。脂质代谢紊乱是诱发多种疾病的主要机制之一,如肥胖症、糖尿病、非酒精性脂肪肝病、肝炎、肝细胞癌及其并发症等。目前越来越多的研究发现RNA上发生的N⁶-腺苷酸甲基化(N⁶-adenylate methylation, m⁶A)“动态修饰”代表了一种全新的“转录后”调控方式,mRNA、tRNA、ncRNA等均可发生m⁶A修饰,m⁶A修饰异常调控基因表达变化和可变剪切事件发生。据最新文献报道,m⁶ARNA修饰参与了脂质代谢紊乱的表观遗传学调控。本文基于脂质代谢紊乱诱发的主要疾病,综述m⁶A修饰在其发生和发展中的调控作用。这些发现从表观遗传学的角度为进一步深入研究脂质代谢紊乱发病的潜在分子机制提供了依据,为相关疾病的卫生预防、分子诊断和治疗提供参考。     

N6-甲基腺苷修饰对女性生殖系统功能的影响

近年来女性不孕不育率不断攀升，已成为我国提高生育率亟需解决的困境。生殖系统的健康是保证生育能力的前提条件。N ⁶-甲基腺苷(N⁶-methyladenosine,m⁶A)是真核生物中最常见的化学修饰，在细胞生命活动中发挥着极其重要的作用。近来，m⁶A修饰被证实在女性生殖系统的各种生理和病理过程中起着关键作用，但其调控机制及生物学功能仍不清楚。本文首先介绍了m⁶A修饰的可逆调节机制及其功能，随后讨论了其在女性生殖功能和生殖系统疾病中的作用，最后对m⁶A修饰的检测技术和方法及其最新进展进行了归纳总结，以期为后续女性生殖系统发病机制和治疗研究提供参考。     

N6-甲基化腺嘌呤RNA甲基化修饰在中枢神经系统中的作用研究进展

mRNA存在多种转录后修饰,这些修饰调控mRNA的稳定和剪接、翻译、转运等多个过程,进而影响细胞发育、机体免疫、学习认知等重要生理功能。其中m⁶A修饰是转录后修饰中最丰富的一种,广泛存在于mRNA中,调控mRNA的代谢活动,影响基因表达。m⁶A修饰的稳态对神经系统的发育和功能维持至关重要。近年研究发现,在神经退行性疾病、精神疾病和脑肿瘤中均存在m⁶A修饰的身影。因此本文对近几年m⁶A甲基化修饰在中枢神经系统发育、功能及相关疾病中的作用进行总结,为神经系统疾病提供潜在的临床治疗靶点。     

m6A修饰在肝纤维化中的研究进展

N⁶-甲基腺苷(N⁶-methyladenosine,m⁶A)作为真核生物中最丰富的RNA内部修饰,影响RNA的加工,调节mRNA翻译效率,并与多种表观遗传学机制发生交互作用,进而在多种生理过程中调控基因的表达。肝纤维化是细胞外基质(extracellular matrix,ECM)蛋白(主要是Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白)积累形成的纤维瘢痕取代正常组织的过程,是肝脏对慢性损伤的病理性修复反应。m⁶A修饰直接参与肝细胞损伤、炎症细胞募集和肝星状细胞激活等肝纤维化过程,并通过降低HBV蛋白的表达、与微RNA (microRNA)和肠道菌群相互作用等途径间接影响肝纤维化的发生发展。由于肝脏的再生能力较强,当慢性炎症或肝损伤的主要病因去除后,早期已经发生纤维化的肝脏可逆转为正常肝脏。m⁶A修饰在肝纤维化中的双重作用可为平衡机体纤维化过程提供思路。该文综述了m⁶A修饰在肝纤维化中的功能和作用机制,以期为相关疾病的诊疗提供新的思路。     

N6-甲基化腺苷修饰在乳腺癌中的研究进展

表观遗传学在乳腺癌的恶性进展中起到重要作用,其中N⁶-甲基化腺苷(m⁶A)修饰是最丰富的RNA修饰,参与调节乳腺癌细胞恶性行为的通路及癌细胞所处的肿瘤微环境。同时,乳腺癌发病率居于我国女性恶性肿瘤首位,近年来首次发病年龄趋于年轻化,是严重危及我国女性健康的疾病之一。然而,乳腺癌早期治疗预后较好。当晚期出现转移后,患者5年生存率差。m⁶A作为一种可能用于乳腺癌早筛的生物标志物及新的药物治疗靶点,给乳腺癌的早期治疗提供了新的研究方向。本文系统地综述了m⁶A修饰相关因子及其在乳腺癌恶性行为中发挥的调控作用,并列出现已知的一些靶向药物和潜在的早筛方法,为乳腺癌的诊断、治疗、监测提供新的思路。     

m6A甲基转移酶家族Fiona/METT-10/METTL16的功能

RNA碱基上的化学修饰在其功能的精准调节中发挥关键作用,其中m⁶A是自然界中最普遍的RNA修饰之一,且该修饰在调控RNA稳定性、pre-mRNA剪接、翻译等方面具有重要功能。在真核生物中,m⁶A修饰主要由两种甲基转移酶完成,其在哺乳动物中分别命名为METTL3和METTL16。与METTL3相似,METTL16的底物多种多样,包括pre-mRNA、rRNA、snRNA和lncRNA等,因此似乎难以用一种分子机理解释METTL16对不同RNA底物进行m⁶A修饰的功能。此外,METTL16还在翻译调控中发挥重要作用,但此过程不依赖其甲基转移酶活性,这进一步增加了高度保守的METTL16的功能复杂性。本综述总结了METTL16及其同源蛋白质的结构域、甲基化底物以及它们的潜在功能,着重阐述了在不同物种中关于METTL16研究结果的矛盾之处,并推测METTL16调控S-腺苷基甲硫氨酸(SAM)代谢的功能是趋同进化的一个潜在案例。     

METTL3调控肿瘤侵袭转移的分子机制研究进展

甲基转移酶样3(methyltransferase-like 3, METTL3)是N⁶-甲基腺嘌呤(N⁶-methyladenosine, m⁶A)甲基转移酶复合体的核心催化亚基,能够催化RNA上的腺嘌呤第6位氮原子发生甲基化。已有研究显示METTL3在多种癌症中异常表达,与肿瘤增殖、侵袭、迁移、凋亡、细胞周期等密切相关。本文对近几年来METTL3调控肿瘤侵袭转移的研究进展进行综述,系统分析METTL3调控肿瘤侵袭转移的分子机制,为肿瘤的治疗提供新的思路和方案。     

m6A modification of plant virus enables host recognition by NMD factors in plants

N⁶-methyladenosine (m⁶A) is the most abundant eukaryotic mRNA modification and is involved in various biological processes.Increasi evidence has implicated that m⁶A modification is an important anti-viral defense mechanism in mammals and plants,but it is larg unknown how m⁶A regulates viral infection in plants.Here we report the dynamic changes and functional anatomy of m⁶A in Nicotia benthamiana and Solanum lycopersicum during Pepino mosaic...     

脂肪含量和肥胖相关蛋白介导的mRNA m6A修饰对动物脂肪沉积的作用及其应用前景

在动物脂肪沉积过程中,前体脂肪细胞增殖、分化和脂滴甘油三酯水平的变化受到一系列转录因子和信号通路的调节。目前研究者虽对脂肪形成的转录调控机制进行了深入研究,但对转录后mRNA水平修饰的报道相对较少。甲基化转移酶、去甲基化酶和甲基化阅读蛋白共同调控的mRNA m⁶A修饰是动态可逆的且与脂肪沉积密切相关。脂肪含量和肥胖相关蛋白（fat mass and obesityassociated,FTO）作为RNA去甲基化酶,影响被修饰基因的表达,在脂肪沉积中起关键作用。文中系统分析并总结了FTO介导的mRNA m⁶A去甲基化对动物脂肪沉积的作用及分子调控机制的研究进展,提示FTO可能成为有效治疗肥胖症的靶点;还对近年来研发FTO抑制剂的情况进行了总结,并展望其在治疗肥胖症方面的研究前景。     

DNA甲基化修饰对血管疾病稳态失衡的影响

自稳态平衡是机体生命活动的重要基础,在维持机体的正常生理功能中发挥重要作用。血管疾病中的稳态失衡受物理、化学、生物等内外环境改变及致病因素的影响,其中氧稳态、血流稳态、糖脂代谢稳态在内环境的影响中较为突出,由此引起的一系列表观遗传修饰将导致血管结构和功能的异常。表观遗传学中的DNA甲基化与血管疾病的发生发展密不可分。此外,5-羟甲基胞嘧啶(5-hydroxymethylcytosine, 5hmC)及N6-甲基腺嘌呤(N⁶-methyladenine, m⁶A)作为新的修饰碱基,将为表观遗传学研究提供新的思路。文章主要对DNA甲基化修饰变异在血管疾病稳态失衡方面的研究进展进行了阐述。     

水稻ECT基因家族的全基因组研究

真核生物mRNA转录后修饰可调控许多基因的遗传信息,植物m⁶A甲基化研究正成为关注的新热点。m⁶A结合蛋白 (m⁶A readers) 调节m⁶A修饰的特异性,通常具有YTH (YT521-B homology) 结构域,在拟南芥中被命名为ECT结构域 (evolutionarily conserved C-terminal region ECT domain) 。目前ECT基因已在拟南芥和水稻等植物中检测到,但该基因家族在水稻中的成员及生物学功能还缺乏研究。本研究通过水稻ECT基因家族的全基因组分析,鉴定出12个OsECT基因,具有1个保守的基序,多位于蛋白质氨基酸序列C-端。共线性分析表明,在水稻基因组内OsECT-c与OsECT-e发生了重复事件,在物种间ECT同源基因对可能是在双子叶和单子叶植物分化后形成。同源基因对OsECT的Ka/Ks < 1,表明OsECT基因家族在进化过程中可能经历了较强的纯化选择压力。表达模式分析显示,OsECT-b、OsECT-c、OsECT-e和OsECT-j在水稻生长初期各个组织均保持较高的表达水平,OsECT-g在干旱处理后表达量显著下调。因此,OsECT基因在水稻生长发育和逆境胁迫中可能发挥着重要作用。本研究为今后OsECT基因在水稻的节水抗旱机制研究和相关抗逆育种提供了重要的理论基础。