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。     

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。     

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...     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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...     

RNA去甲基化酶ALKBH5对生物学功能调控作用的研究进展

N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6 A)是真核生物RNA最常见的一种转录后修饰,主要影响信使RNA(messenger RNA,mRNA)的可变剪接、翻译效率和稳定性等.研究发现,RNA去甲基化酶AlkB同源物5(human Alk B homolog 5,ALKBH5)是影响m6 A修饰水平...     

RNA修饰在病毒复制中的功能

早在60多年前科学家已经发现RNA化学修饰的存在,但直到近年来关于RNA修饰功能的研究才得到广泛关注及蓬勃发展,其中病毒RNA修饰的功能成为了病毒学研究领域新的热点。目前已有150多种RNA修饰被发现,这些修饰在调控RNA结构、剪接、核运输、翻译、稳定性等多种生物过程中发挥重要作用。目前病毒RNA修饰中最受关注的7种化学修饰包括N6-甲基腺苷（m6A）、5-甲基胞苷（m5C）、N1-甲基腺苷（m1A）、N7-甲基鸟苷（m7G）、N4-乙酰胞苷（ac4C）、假尿苷（Ψ）和核糖甲基化（Nm）。本文介绍了细胞中的修饰系统,讨论了当前各种修饰的检测方法并对这些修饰在病毒复制中的功能进行了归纳总结。此外,我们提出了病毒RNA修饰未来可能的一些研究方向。     

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。     

MRNA N6-甲基腺苷(m6A)修饰与发育调控

有关RNA的修饰有超过100种不同的修饰方式,其中信使RNA修饰中的N6-甲基腺苷(m6A)是最重要的修饰之一,其由甲基转移酶复合物m6A "writer"生成,与RNA结合蛋白m6A "readers"特异性结合,通过去甲基酶m6A"erasers"除去。m6A修饰涉及参与mRNA加工过程中的多个步骤,以此实现其对基因的转录后表达的调节,尤其是能够在发育过渡期间通过靶向m6A标记来降解该转录物,从而调节发育过程。本文重点介绍m6A修饰在发育过程的主要生物学功能及其机制,并比较其在不同物种之间的差异。     

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 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。     

蓬勃发展的表观转录组学

迄今为止,研究者们在RNA上已经发现了百余种不同种类的化学修饰,这些修饰大都分布在丰度较高的非编码RNA中,并对非编码RNA功能的维持具有重要作用.近年来,得益于高分辨率质谱的应用以及全转录组测序技术的开发,越来越多的mRNA上的修饰被发现、精确定量和定位,包括N6-甲基腺嘌呤(m6A)、N6,2-O-二甲基腺嘌呤(m...     

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。