小綜述:RNA m6A甲基化

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說起RNA甲基化,已知RNA存在超過100種修飾。在真核生物中,5’端的Cap以及3’的ployA修飾在轉錄調控中起到了十分重要的作用,而mRNA的內部修飾則用于維持mRNA的穩定性。mRNA最常見的內部修飾包括N6-腺苷酸甲基化(m6A)、N1-腺苷酸甲基化(m1A)、胞嘧啶羥基化(m5C)等。

 

RNA甲基化

 

什么叫m6A修飾

 

如圖所示,m6A就是在腺苷6位的N原子上插入一個甲基取代基。

 

m6A

 

m6A修飾又有什么樣的功能呢?

 

m6A 影響mRNA前體的剪接 m6A調控RNA的核輸出
m6A調控mRNA翻譯 m6A影響mRNA的穩定性
m6A修飾促進環狀RNA翻譯 m6A修飾改變可改變腫瘤發展
m6A調控造血干細胞定向分化 m6A調控精子發生

更多功能,等待您的研究 ...

 

誰參與了m6A修飾?

 

m6A這種甲基化修飾被證明是可逆化的,包括甲基化轉移酶(Writers)、去甲基化酶(Erasers)和甲基化閱讀蛋白(Readers)等共同參與。其中甲基化轉移酶包括METTL3/14、WTAP和KIAA1429等,主要作用就是催化mRNA上腺苷酸發生m6A修飾。而去甲基化酶包括FTO和ALKHB5等,作用是對已發生m6A修飾的堿基進行去甲基化修飾。閱讀蛋白主要功能是識別發生m6A修飾的堿基,從而激活下游的調控通路如RNA降解、miRNA加工等。

 

m6A修飾

 

1.m6A甲基化轉移酶(Writers)

甲基化轉移酶(methyltransferase)也叫Writers,是一類重要的催化酶,能夠讓mRNA上的堿基發生m6A甲基化修飾。METTL3、METTL14、WTAP和KIAA1492都屬于m6A甲基化轉移酶的核心蛋白。這些蛋白并不是各自孤立的,而是會形成復合物(complex)共同行使催化功能。由于酵母和線蟲等生物缺少這四種核心蛋白中的一種或幾種,所以m6A甲基化修飾屬于高等真核生物獨有的堿基修飾反應。

 

2.m6A去甲基化酶(Erasers)

在真核生物中,已發現的m6A去甲基化酶主要包括FTO和ALKBH5等。FTO蛋白全稱Fat mass and obesity-associated protein,屬于Alkb蛋白家族中的一員并且與肥胖相關,FTO被敲除或過表達都會顯著改變小鼠的體重。ALKBH5是另一種重要的去甲基化酶,能夠對細胞核中的mRNA進行去甲基化修飾,在N端有丙氨酸富集區和獨有的卷曲螺旋結構(coiled-coil structure)。在細胞系中敲低ALKBH5后,mRNA上m6A修飾水平顯著上升。

 

3.m6A甲基化閱讀蛋白(Readers)

RNA pull-down實驗已經鑒定了多種閱讀蛋白,包括YTH結構域的蛋白、核不均一核糖蛋白(hnRNP)以及真核起始因子(eIF)等。YTHDF1-3主要在胞漿中特異性識別m6A修飾的mRNA,而YTHDC1-2的作用部位主要在細胞核內。eIF3蛋白能夠與RNA 5’端UTR上發生m6A修飾的堿基相結合,從而促進mRNA的翻譯。

 

m6A甲基化閱讀蛋白

 

m6A甲基化檢測方法有哪些

 

目前檢測m6A所用的技術手段包括高通量測序、比色法以及液相色譜質譜聯用(LC-MS)等。高通量測序偏向單堿基水平鑒定m6A;而比色法與LC-MS/MS比較相似,也是從整體水平上檢測RNA上m6A甲基化水平,Epigentek公司推出的這款名為EpiQuik M6A RNA Methylation Quantification Kit試劑盒(P-9005),原理與ELISA反應類似,經過優化后檢測m6A靈敏度會更高,操作更為簡便。

 

中文名稱 英文名稱 貨號 規格 詳情
EpiQuik M6A RNA甲基化定量檢測試劑盒(比色法) piQuik M6A RNA Methylation Quantification Kit(Colorimetric) P-9005 48Assays 購買
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您猜,植物中RNA是否也存著m6A修飾呢?

 

與哺乳動物一樣,植物RNA也存在m6A修飾。大約在40年前,已經有國外的課題組首次在小麥、燕麥、胚芽鞘和玉米的RNA中發現m6A修飾。植物也有屬于自己的甲基化轉移酶(writers)、去甲基化酶(erasers)和甲基化閱讀蛋白(readers)。研究表明,m6A修飾被認為在植物胚胎發育中起著關鍵作用,同時,也參與調節對各種非生物(abiotic)和生物脅迫(biotic stress)的反應。

 

植物胚胎發育

 

以上希望可以幫助到更多的科研小伙伴們,更多m6A甲基化內容,歡迎持續關注每日生物評論哦~

 

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  1. avatar 匿名 2

    很好