mRNA表观修饰方式及m6A功能研究进展

mRNA上能发生100多种化学修饰,其中N~6-腺嘌呤(m~6A)是mRNA修饰中最广泛的表观修饰方式之一。在细胞分化、胚胎发育和应激等生物学过程中,特定的mRNA会发生包括N~1-腺嘌呤甲基化、N~5-胞嘧啶甲基化、假尿嘧啶以及N`6-腺嘌呤甲基化等修饰,它们共同形成了mRNA转录后调控的表观修饰转录组,实现对mRNA翻译成蛋白质过程的精确时空调控,特别是m~6A修饰能通过调控mRNA的代谢和翻译等进而调控细胞的一系列生物学过程。文中主要综述mRNA的表观修饰类型和特点,特别是m~6A修饰参与调控mRNA和细胞生物学功能的最新研究进展,并展望了将来m~6A表观修饰的研究重点和方向。     

m6A RNA甲基化在肿瘤发生发展中的作用

m6A甲基化是于1974年首次被发现的一种RNA分子上的甲基化修饰,近年来已成为生命科学领域的研究热点。m6A修饰在哺乳动物细胞中是动态可逆的,是类似于DNA和组蛋白修饰的另一种表观遗传调控。这种RNA化学标记是由m6A"Writers"的蛋白质产生,可以被m6A"Erasers"(即去甲基酶)逆转。此外,"Readers"可以识别含m6A的mRNA,并相应地调节下游基因的表达。m6A RNA甲基化参与了RNA生命周期的各个阶段,从RNA加工、核输出、翻译调控到RNA降解,表明m6A具有影响RNA代谢相关多方面的功能。最近的研究表明,在不同的组织、细胞系和时空模型中,m6A的修饰是一个复杂的调控网络,m6A甲基化与肿瘤的发生和发展密切相关。主要围绕m6A的分子调控机制、生理意义及其在几种人类肿瘤中的研究进展进行综述,旨在为癌症的早期临床诊断和靶向治疗提供新的思路。     

系统性红斑狼疮患者PBMCs差异表达基因m6A修饰的生物信息学分析

采用生物信息学方法,通过公共数据库,分析系统性红斑狼疮(SLE)N6-甲基腺苷(m6A)修饰谱系。基于公共数据建立SLE m6A传修饰表达谱,分析m6A相关的DEGs在SLE中的潜在作用;利用ADEx数据库获取DEGs,利用m6A GEO数据集(GSE173312),分析获取SLE m6A修饰谱;用DAVID对m6A DEGs进行GO/Pathway注释分析。在SLE患者中,m6A组分写入器RBM15B和擦除酶FTO的表达下调,阅读器IGFBP3的表达上调。SLE m6A修饰谱包括181个基因,其中123个基因的表达上调,58个基因的表达下调。这些基因主要参与了细胞凋亡和细胞周期通路、I型干扰素信号通路,DNA复制和B细胞MHC II分子调节等生物学过程。SLE患者的PBMCs细胞m6A修饰存在异常,并可能参与疾病的发生和发展。     

m6A修饰及其在胚胎发育过程中的生物学功能

N⁶-腺苷酸甲基化(N⁶-methyladenosine,m6A)是RNA腺嘌呤第6位氮原子上的甲基化修饰,它是真核细胞信使RNA(messenger RNA, mRNA)中最常见的内部修饰之一,也是RNA修饰中研究最为透彻的一种。m6A修饰可以被甲基转移酶和去甲基化酶动态可逆修饰,也可以被阅读蛋白识别进而发挥特定生物学效应。随着研究m6A修饰技术的不断丰富与完善,其在真核生物中的生物学功能将被逐步阐明。已有研究表明m6A修饰在哺乳动物胚胎发育过程中发挥着重要的作用,其修饰异常会导致一系列疾病的发生。本文主要综述了调控m6A修饰的蛋白因子、m6A修饰的分析检测技术及其异常修饰对胚胎发育的影响,为胚胎发育异常的预防和诊疗提供新的研究方向。     

肥胖基因FTO作用底物是RNA中的6-甲基腺嘌呤

RNA在众多细胞工作机制中具有调控和信息分子双重功能的作用。因此,RNA修饰的研究是生物学的一个新兴领域。据最新的RNA修饰数据库RNAMDS中一共收集并记录了109种RNA的修饰形式,其中RNA甲基化修饰占80%,尤其是6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A),是发生在腺嘌呤A第六位N原子上的甲基化,也是真核生物RNA内部序列中最常见的一种转录后修饰形式。最新研究发现:肥胖基因FTO表达的相关蛋白可以脱掉6-甲基腺嘌呤上的甲基,而且研究表明,该甲基化过程是可逆的。激活或敲除6-甲基腺嘌呤甲基转移酶基因会引起生物体重要的表型变化,本文将通过体外模拟生理环境条件下的去甲化底物反应条件,共同孵育FTO野生型和FTO突变型的基因表达的蛋白酶分别与RNA甲基化底物作用的实验,再利用质谱与高效液的技术对多种甲基化形式予以进一步探索,来发现FTO表达蛋白对单链RNA上的6-甲基腺嘌呤具有去甲基化功能。同时,经过体内试验的验证,在FTO基因敲低细胞中m RNA中的6-甲基腺嘌呤水平升高;相反,在FTO基因过表达细胞中m RNA中的6-甲基腺嘌呤水平降低;而6-甲基腺嘌呤甲基化酶METTL3的表达均未受到影响。     

植物DNA和mRNA中N6-甲基腺嘌呤的比较研究

DNA、RNA的甲基化作为重要的表观遗传标记,在真核生物多个细胞过程中发挥作用.DNA中的 N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenine in DNA,6mA)和 RNA 中的 N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenine inRNA,m6A)均为来自腺嘌呤第6位的甲基化修饰,在合成和功能上有相似性也有区别...     

m6A甲基化修饰在前列腺癌发生发展中的调控机制

N6-腺苷甲基化(N6-adenosine methylation)是腺苷N6位点的甲基化形式，常出现在真核生物的mRNA中，是最常见的RNA内部修饰的方式之一。研究表明，m6A通过调节基因的表达来影响细胞的生物过程；同时m6A的调控因子也在各种癌症的发生、发展中发挥着关键作用。前列腺癌(prostate cancer, PCa)是一种常见的男性恶性肿瘤，超过60岁的男性的患病风险逐年攀升，并且随着人口老龄化的问题，可以预计PCa的患病数目会继续升高。近年来，关于m6A在肿瘤发生发展中的作用逐渐受到广泛关注，但是m6A甲基化修饰在PCa中的研究仍然有限，因此，进一步探讨二者之间的关系显得尤为重要。本文综述了近年来关于m6A甲基化修饰在PCa中的作用、机制及应用的研究进展，尤其详细综述了METTL3,FTO,YTHDF2三种经典的m6A相关调控蛋白质在PCa中的作用机制；并阐述了m6A在晚期PCa(例如：去势抵抗性前列腺癌，骨转移性前列腺癌)中的潜在应用。从甲基化修饰角度为PCa的早期诊断、治疗和预后挖掘一套有效治疗策略，为实现个体化治疗提供更多理论参考。     

非编码RNA和RNA修饰对细胞多能性与重编程的影响

非编码RNA是指不翻译成蛋白质,以RNA形式行使功能的生物分子。非编码RNA能够在转录与转录后水平调节基因表达,在表观遗传调控中扮演极其重要的角色。除了非编码RNA外,m RNA分子中腺嘌呤第6位氮原子上的甲基化修饰(N~6-methyladenosine,m~6A)也可以在转录后水平调控基因表达。越来越多的研究表明,非编码RNA和m~6A甲基化修饰在干细胞多能性和细胞命运的调控中发挥重要作用。现结合国内外同行的进展,对中国科学院干细胞与再生医学先导专项在非编码RNA和m~6A甲基化修饰对干细胞多能性与细胞重编程影响研究中的部分成果进行介绍。     

氧化应激下角质形成细胞中YTHDC1升高促进IL-1β表达

摘要 目的：探讨氧化应激下角质形成细胞内m6A甲基化修饰酶YTHDC1异常对促炎因子的调控机制。方法：通过Western blot和qRT-PCR实验检测氧化应激下角质形成细胞中YTHDC1蛋白和mRNA表达水平。siRNA转染至角质形成细胞以干涉YTHDC1表达,随后继续给予300 μM过氧化氢处理,通过Western blot和qRT-PCR实验检测角质形成细胞中促炎因子IL-1β蛋白和mRNA表达,进一步通过ELISA检测细胞上清中IL-1β分泌,通过CCK8法检测细胞存活水平。结果：1）过氧化氢刺激后人角质形成细胞系HaCaT细胞中YTHDC1表达水平较未处理组明显升高;2）干涉YTHDC1可以显著降低HaCaT细胞中IL-1β表达和上清中分泌;3）干涉YTHDC1后IL-1β mRNA稳定性下降,并且细胞存活率下降。结论：氧化应激下角质形成细胞中m6A甲基化修饰酶YTHDC1表达水平升高,通过提高mRNA稳定性促进IL-1β表达,可能是外界环境应激引起各种免疫性皮肤病的重要机制。     

RNA m~6A甲基化修饰对生物学功能调控作用的研究进展

目前发现的RNA表观遗传修饰存在多种方式,如N~6-甲基腺嘌呤(N~6-methyladenosine, m~6A)、N~1-甲基腺嘌呤(N1-methyladenosine, m~1A)、5-甲基胞嘧啶(5-methylcytidine, m5C)和假尿嘧啶核苷(pseudouridine,PD)等。m~6A是最常见的一种修饰,它是由甲基转移酶和去甲基化酶以及结合蛋白所催化的一种动态可逆的修饰方式,具有重要的调控功能,参与多种细胞进程和疾病的病理过程。最近5年,随着RNA检测技术的发展,m~6A修饰的生物学功能探索已成为RNA领域的前沿热点,该文拟对m~6A甲基化修饰的相关蛋白、生物学功能等方面进行简要概述。     

m6A修饰在女性生殖系统疾病中的作用

表观转录组学是近年来一个较为新兴的生物学研究领域。表观转录组学主要研究的是RNA携带的化学修饰对于基因表达的影响。其中，RNA甲基化修饰为真核生物中常见的一种修饰方式。同时，m6A是真核生物RNA最常见的甲基化修饰方式之一。本文就近些年来m6A甲基化修饰与妇科疾病发生发展的关系进行阐述，为深入了解妇科疾病与m6A甲基化修饰提供相应的参考资料，也为保障女性健康提供新的思路。     

甲基转移酶METTL3与疾病关系

N~6-甲基腺嘌呤(N~6-methyladenosine),即m~6A修饰,普遍存在于各种真核生物中,是真核细胞RNA中最常见的甲基化修饰,占所有RNA甲基化修饰的80%以上。METTL3作为m~6A甲基转移酶复合体的核心催化亚基,可以修饰多种承担重要功能分子的转录本,并由此参与细胞的分化、增殖和发育等重要生命过程。近年有大量研究发现,METTL3与多种疾病的发生、发展密切相关,如肿瘤、神经系统疾病、心血管疾病等。本文重点介绍了METTL3与这些疾病发生、发展关系的研究进展。     

RNA的m6A修饰与心血管疾病

N~6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m~6A)是存在于多种RNA中的化学修饰方式,最常见于mRNA。RNA的m~6A含量和效应受到甲基转移酶(Writers)、去甲基酶(Erasers)和甲基化阅读蛋白(Readers)的动态调控。与DNA甲基化修饰和组蛋白修饰相似,它们都参与了多种生物学过程,并与多种疾病的发生发展相关。本文先简要综述m~6A修饰的动态过程及生物学功能,然后重点介绍m~6A修饰与心血管疾病关系的研究进展。     

N6-甲基腺嘌呤修饰与环状RNA

N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)是发生在腺嘌呤第6位氮原子上的甲基化修饰,广泛存在于多种真核生物的RNA中。环状RNA(circular RNA,circRNA)是一类表达稳定的非编码RNA。该文分别从m6A影响circRNA的形成和翻译、降解、出核、先天免疫,通过下游分子影响circRNA的方面,以及circRNA竞争性结合三种m6A相关酶影响其他RNA的m6A修饰,海绵吸附微小RNA(microRNA,miRNA)靶向m6A相关酶,调控甲基转移酶的表达,结合去甲基化酶的mRNA促进其表达,增强去甲基化酶与mRNA的相互作用,结合并参与泛素化降解m6A结合蛋白的方面,及其他间接联系方面总结归纳了二者之间的作用机制,以期为研究m6A与circRNA相互影响的机制提供参考。     

RNA m~6A甲基化修饰概述

RNA上存在多种修饰形式,如6-甲基腺嘌呤(m~6A)、5-甲基胞嘧啶(m5C)、1-甲基腺嘌呤(m1A)和假尿嘧啶等。m~6A是真核生物m RNA中丰度最高的甲基化修饰形式,也是目前研究最为透彻的一种RNA修饰类型。随着m~6A修饰检测和测序技术的发展以及单碱基分辨率等新兴技术的兴起,多种m~6A修饰相关的调控蛋白被鉴定,其调控的生物学功能也得到了更深入的解析。该文主要介绍了m~6A甲基化修饰的调控蛋白、分布特征及规律、检测技术、生物学功能及其与肿瘤的关联,并对目前该研究领域面临的主要机遇与挑战进行了讨论。     

RNA甲基化修饰与病理效应

RNA甲基化修饰是表观转录组学重要的研究内容。在已经发现的超过100种不同的RNA化学修饰中,6-甲基腺嘌呤(m~6A)是m RNA上最丰富的内部修饰。RNA甲基化修饰受到甲基转移酶、去甲基化酶以及m~6A识别蛋白质的动态调控,与基因表达调控密切相关。RNA甲基化修饰失调可导致RNA功能紊乱,甚至一系列病理效应。现主要介绍几种较为常见的RNA甲基化修饰,并对其与病理效应的相关性进行归纳总结。     

微重力通过m6A修饰影响骨骼肌糖原代谢初探

长期航天飞行会导致骨骼肌萎缩，糖代谢紊乱可能是重要原因之一。N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)是真核生物最常见和最保守的信使核糖核酸(messenger RNA,mRNA)修饰，通常参与关键基因表达的调控。本研究主要探究微重力对肌细胞糖原代谢的影响及微重力引起的m6A修饰改变与糖原代谢相关酶表达改变的相关性。通过蒽酮法检测骨骼肌细胞糖原含量，通过流式法检测荧光-D-葡萄糖类似物2-(N-7-硝基-2,1,3-苯并恶二唑-4-氨基)-2-脱氧-D-葡萄糖[2-N-(7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl)amino-2-deoxyglucose,2-NBDG]标记骨骼肌细胞的葡萄糖摄取，利用点杂交检测信使RNA m6A修饰的变化情况以及通过qPCR、Western blot检测糖原代谢相关酶和m6A修饰相关酶的表达，通过RNA甲基化免疫共沉淀(methylated RNA Immunoprecipitation,meRIP)检测肌细胞糖原代谢相关酶m6A修饰水平，同时通过GEO数据库分析临床及动物实验中糖原代谢相关酶和m6A修饰相...     

m6A RNA甲基化修饰在心血管疾病中的作用

N6-甲基腺嘌呤（N6-methyladenosine, m6A）是发生在腺嘌呤N6位的甲基化修饰,它是真核生物信使RNA(messenger RNA, mRNA)中最丰富的转录后修饰。m6A修饰是由甲基化酶、去甲基化酶以及结合蛋白质共同调控的动态可逆的过程,并且影响mRNA的生命周期各个阶段,包括稳定性、剪接、核输出、翻译和降解。近年来,有研究报道m6A连续动态调节在心血管疾病中发挥着重要的作用,包括动脉粥样硬化、心肌缺血再灌注损伤、心肌肥厚、心力衰竭、高血压以及腹主动脉瘤等。本文主要对m6A RNA甲基化修饰的作用机制及其在心血管疾病中的最新研究进展进行概述,此外,同时介绍了m6A 单核苷酸多态性（m6A-associated single-nucleotide polymorphisms, m6A-SNPs）在心血管疾病中的应用,以期为心血管疾病的预防及治疗提供新的思路和途径。     

mRNA m6A甲基化修饰异常与疾病的研究进展

在RNA中有100多种不同的修饰方式,其中信使RNA(messenger RNA,mRNA)中的N6-甲基腺苷(m6A)修饰是最常见的一种。m6A修饰是一种动态可逆的调节方式,在甲基转移酶复合物(m6A Writers)的酶促反应下发生甲基化,识别并结合于特异的RNA结合蛋白(m6AReaders),通过去甲基酶(m6A Erasers)恢复腺苷,以此实现对转录物的调控。本文分析了mRNA m6A修饰位点的分布以及不同修饰过程中不同组分的功能,重点介绍了m6A的错误修饰与疾病发生间的关系。未来的研究工作还需要更先进的手段去完善关于mRNA m6A修饰位点的测序鉴定,以及对发生m6A修饰的mRNA的定量鉴定,并阐述mRNA m6A修饰异常导致疾病发生的具体机制。     

动态RNA甲基化修饰及其调控机制研究进展

RNA可以被100余种化学修饰所修饰。这些化学修饰以甲基化为主,广泛分布于各种类型的RNA中,如r RNA、t RNA、sn RNA、sno RNA和m RNA等,其中针对m RNA内部修饰丰度最高的6-甲基腺嘌呤(m~6A)的研究最为深入。m~6A修饰酶(甲基转移酶METTL3/METTL14/WTAP和去甲基化酶ALKBH5与FTO)和结合蛋白YTHDF2、YTHDF1与YTHDC1的发现,证明了RNA甲基化修饰同DNA甲基化修饰一样是动态可逆的,从而将RNA甲基化修饰由微调控机制提升到表观转录组新层次。而候选m~5C修饰甲基转移酶NSUN家族蛋白和去甲基化酶TET蛋白的初步鉴定,丰富了RNA甲基化修饰表观转录组研究内涵。RNA甲基化介导的表观转录组学调控和作用已成为RNA生物学新研究领域。现重点回顾和展望RNA的m~6A和m~5C甲基化修饰特征及其潜在生物学功能。