RNA甲基化修饰调控和规律

表观遗传学修饰包括DNA、RNA和蛋白质的化学修饰,基于非序列改变所致基因表达和功能水平变化。近年来,在DNA和蛋白质修饰基础上,可逆RNA甲基化修饰研究引领了第3次表观遗传学修饰研究的浪潮。RNA存在100余种化学修饰,甲基化是最主要的修饰形式。鉴定RNA甲基化修饰酶及研发其转录组水平高通量检测技术,是揭示RNA化学修饰调控基因表达和功能规律的基础。本文主要总结了近年来本课题组与合作团队及国内外同行在RNA甲基化表观转录组学研究中取得的主要前沿进展,包括发现了RNA去甲基酶、甲基转移酶和结合蛋白,揭示RNA甲基化修饰调控RNA加工代谢,及其调控正常生理和异常病理等重要生命进程。这些系列研究成果证明RNA甲基化修饰类似于DNA甲基化,具有可逆性,拓展了RNA甲基化表观转录组学研究新领域,完善了中心法则表观遗传学规律。     

m6A 去甲基化酶ALKBH5 对上皮性卵巢癌恶性生物学行为的影响及其作用机制研究

摘要 目的：ALKBH5最近被证明是与各种癌症相关的RNA N6-甲基腺苷（m6A）去甲基转移酶之一,但其在上皮性卵巢癌中的作用缺乏研究。本研究旨在探讨ALKBH5在上皮性卵巢癌中的机制。方法：利用蛋白免疫印迹、免疫组化检测ALKBH5在卵巢癌细胞和组织中的表达情况,并分析其与临床病理特征和预后关系;通过慢病毒感染构建ALKBH5稳定过表达或敲减卵巢癌细胞系,采用CCK-8、平板克隆、划痕、Transwell 迁移和侵袭等实验研究ALKBH5 对细胞增殖、迁移及侵袭能力的影响;通过蛋白免疫印迹和斑点印迹实验,探究ALKBH5-HIF-1α环的相互作用情况。结果：ALKBH5在卵巢癌细胞系和卵巢癌组织中高表达,ALKBH5蛋白在卵巢癌组织中的表达与CA125水平、FIGO分期和组织学类型相关,且高表达的ALKBH5水平与较差的预后相关。通过慢病毒感染构建出可靠的ALKBH5敲减/过表达稳转细胞系,CCK-8、平板克隆实验表明敲减ALKBH5降低卵巢癌细胞体外增殖速率和集落形成,划痕、Transwell 迁移和侵袭实验表明敲减ALKBH5可抑制卵巢癌细胞体外迁移和侵袭能力。与对照组相比,过表达ALKBH5增强卵巢癌细胞体外增殖速率、集落形成、迁移和侵袭能力。进一步的实验发现ALKBH5和HIF-1α互相促进表达。结论：m6A去甲基化酶ALKBH5在上皮性卵巢癌中高表达且与预后相关,通过促进卵巢癌细胞增殖、迁移及侵袭发挥致癌基因的作用。因此,抑制ALKBH5的表达可能是靶向治疗上皮性卵巢癌的潜在策略。     

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。     

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。     

甲基转移酶METTL16的功能及其在肿瘤中的作用

N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)修饰是一种RNA腺苷(A)上的甲基化修饰,也是在真核生物mRNA中最丰富的表观遗传修饰之一。甲基转移酶样蛋白16(methyltransferase-like proteins 16,METTL16)作为一种新发现的m6A修饰酶,可通过催化RNA发生甲基化,调控前体RNA剪接、mRNA稳定性和翻译过程,影响肿瘤的发生、发展。异常表达的METTL16对多种肿瘤的发生、进展有重要影响,包括结直肠癌、胃癌、肝癌、胰腺癌等。本文将系统性综述METTL16的结构及生物学功能,并总结其在常见恶性肿瘤中的研究进展,旨在为METTL16在肿瘤诊断和治疗中的功能研究提供新的思路。     

真核生物mRNA上的化学修饰和基因表达调控

从1951年首个RNA修饰被发现以来,细胞内天然RNA上已有超过160种化学修饰被鉴定.早期关于RNA修饰的研究大多集中于细胞内丰度较高的转运RNA(transfer RNA,tRNA)、核糖体RNA(ribosomal RNA,rRNA)和核内小RNA(small nuclear RNA,snRNA).近年来,随着测...     

m^6 A RNA甲基化修饰异常在肿瘤中的作用

N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)是真核生物信使RNA(messenger RNA,mRNA)含量最多的化学修饰之一。m6A修饰主要由m6A甲基转移酶(methyltransferase)催化,m6A去甲基酶(demethylase)去除,并由m6A结合蛋白(binding protein)识别。它广泛参与调控mRNA剪接、加工、翻译和降解等生命周期的各个阶段,且与肥胖和肿瘤等多种疾病及异常的生理功能相关。近年的研究发现,肿瘤中m6A相关蛋白质(METTL3/14、WTAP、FTO、ALKBH5、YTHDFs)的异常表达,引发m6A甲基化的失调,调控致癌基因和抑癌基因的表达参与肿瘤的发生与发展,并与患者预后不良密切相关。随着RNA免疫沉淀测序技术与高通量测序技术和液相色谱等检测技术的快速发展,有关m6A在肿瘤发生发展中的作用机制研究的进展迅猛,靶向m6A也成为肿瘤临床治疗的新方向。本文重点对m6A RNA甲基化相关因子在癌症发生发展中的作用及机制进行综述,总结m6A RNA甲基化检测技术的最新进展,梳理现有文献报道的脱甲基酶抑制剂大黄酸、甲氯芬那酸2(meclofenamic acid2,MA2)和右旋羟戊二酸(R-2-hydroxyglutarate,R-2HG)等在肿瘤靶向治疗中的运用,为以m6A RNA甲基化为切入点的肿瘤防治研究提供思路与理论参考。     

环状RNA的m6A修饰在肿瘤中的作用

环状RNA(circular RNA,circRNA)是一种具有新型环状结构的RNA分子,广泛存在于多种生物体中,具有结构稳定、进化保守、高度丰富和组织特异性等特征。同时,它可通过充当微小RNA(microRNA,miRNA)分子海绵、调控基因转录、结合蛋白质和参与蛋白质翻译等方式发挥生物学功能。且随着高通量测序技术和生物信息学的迅速发展,越来越多的circRNA被发现与肿瘤的发生有关。N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)修饰是真核生物最常见的一种RNA修饰,它是由m6A甲基转移酶、去甲基化酶和m6A识别蛋白质共同参与的动态可逆的调节过程,广泛参与RNA的核输出、剪接、稳定性、翻译和降解等过程的调控。m6A修饰在多种人类疾病中发挥关键作用,例如癌症和心血管疾病等。近年来,在一些circRNA中也发现了m6A修饰,并报道了其在宫颈癌、结直肠癌、肝细胞癌、非小细胞肺癌和胃低分化腺癌等多种恶性肿瘤发生发展中的作用。本文总结了RNA m6A修饰机制、m6A修饰对circRNA的调控作用,以及circRNA的m6A修饰在肿瘤中的作用,也讨论了m6A修饰的circRNA的潜在临床应用价值,以期为肿瘤的早期诊断、临床治疗和预后判断提供新的思路与途径。     

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...     

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。     

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表观遗传修饰:N~6-甲基腺嘌呤

N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)是真核生物信使RNA(Messenger RNA,m RNA)上含量最多的化学修饰之一。类似于DNA和组蛋白化学修饰,m6A修饰也同样是动态可逆的,可在时间和空间上被甲基转移酶和去甲基酶调控。哺乳动物体内m6A甲基转移酶复合物中有一部分成分已被解析,主要有METTL3(Methyltransferase-like protein 3)、METTL14(Methyltransferase-like protein 14)和WTAP(Wilms tumor 1-associating protein)。m6A去甲基酶肥胖蛋白FTO(Fat mass and obesity associated protein)和ALKBH5(Alk B homolog 5)依赖α-酮戊二酸(α-Ketoglutaric acid,α-KG)和Fe(Ⅱ)对m6A进行氧化去甲基化反应。m6A在生物体内由m6A结合蛋白识别,并介导其行使功能。目前发现的m6A结合蛋白有YTH结构域蛋白YTHDF1(YTH domain-containing family protein 1)、YTHDF2(YTH domain-containing family protein 2)、YTHDC1(YTH domain-containing protein1)和核内HNRNPA2B1(Heterogeneous nuclear ribonucleoproteins A2B1)。本文综述了m6A的分布和相关蛋白介导的m6A功能研究,以期全面理解m6A这一RNA表观遗传新修饰在生命进程中的重要调控作用。     

赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1作用机制及其生物学功能的研究进展

与其他化学修饰,如乙酰化、磷酸化、泛素化等相似,组蛋白赖氨酸甲基化是一个可以逆转的组蛋白修饰,是一个动态调节的过程。赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶1（lysine specific demethylase 1,LSD1）是一个黄素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinulcleotide,FAD）依赖性胺氧化酶,它能够特异性脱去H3K4和H3K9位点上的单甲基化和二甲基化的甲基基团。LSD1参与调控核受体介导的基因转录,并分别维持染色质的活性和非活性状态,被誉为细胞深处的基因＂开关＂。LSD1的功能失衡可引发多种重要生命现象的改变。主要综述LSD1的结构、作用机制及其在肿瘤发生、胚胎发育、体细胞重编程的调控、细胞分裂和造血等过程中生物学功能的研究新进展。     

m6A在神经系统发育及功能中的研究进展

表观遗传机制在调节神经系统的基因表达方面有重要作用.表位转录组学是新兴的一种调控RNA的化学修饰,研究发现,转录后RNA修饰在塑造和调节神经系统结构和功能中同样重要.RNA腺苷的第6位N上的甲基化,称为N6-甲基腺苷(N6-methyladenosine,m6A),它不仅是目前已知的最常见的RNA甲基化修饰类型,也是真...     

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。     

HCV NS5A蛋白结构及生物学功能的研究进展

丙型肝炎是丙型肝炎病毒(HCV)感染引起的,是导致肝硬化和肝癌的主要病因。HCV感染已成为严重危害人类健康的社会公共卫生问题。HCV非结构蛋白5A是近年来HCV抑制剂研究的重要靶点及热点,本文对NS5A的三个结构域以及各个结构域在丙肝病毒复制、病毒颗粒组装及释放方面的生物学功能的研究进展进行了综述,为NS5A抑制剂作用机制的研究提供了广泛的思路,有利于对NS5A抑制剂的研制。     

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。     

m6A去甲基化酶ALKBH5对大鼠S1PR3基因3′-非编码区双荧光素酶活性的影响

[目的]明确m⁶A去甲基化酶ALKBH5对含S1PR3基因3′-非编码区(3′-UTR)双荧光素酶报告基因的调控作用。[方法]以大鼠前额叶皮层脑区cDNA为模板,利用聚合酶链式反应(PCR)扩增S1PR3基因3′-UTR中含有m⁶A修饰位点的目的片段。利用重叠延伸PCR方法将三个靶序列GGACT、GGACT、AGACT中的第三位A突变为C,并将野生型S1PR3-3′-UTR片段和突变型S1PR3-mut-3′-UTR片段分别正向插入到pmiR-RB-Report^TM vector载体中。将pcDNA3.1-ALKBH5或空载体pcDNA3.1与野生型和突变型双荧光素酶报告载体分别共转染PC12细胞,并检测荧光素酶活性。[结果]成功构建了包含S1PR3基因3′-UTR野生型双荧光素酶报告载体pmiR-S1PR3-3′-UTR和突变型双荧光素酶报告载体pmiR-S1PR3-mut-3′-UTR。荧光素酶活性分析表明与空载体pcDNA3.1组相比,ALKBH5可显著降低野生型及突变型C1和C2报告载体荧光素酶的活性(P<...