真核细胞内存在大量转录后修饰对RNA的剪切、拼接、翻译效果以及稳定性产生不同影响。m6A:(N6-methyladenosine,N6-甲基腺嘌呤),是最常见的一种转录后修饰,介导了超过80%的RNA甲基化。其调控机制与生物学功能涉及到癌症发生和转移、胚胎发育、脂类代谢、环状RNA翻译和DNA损伤修复等。一般情况下25%的mRNA存在m6A修饰,对免疫、生物代谢、细胞分化等细胞生理过程起重要作用。然而细胞内部环境复杂,不同mRNA中的m6A修饰、不同的细胞环境下的m6A调控机制与生物学功能和规律有待深入探索,是表观遗传学的研究热点。
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让我们盘点最近一个月m6A的高分文章!
Nature:  m6A修饰RNA促进DF蛋白形成相分离
(IF=43.07 ) 2019年7月10日
DOI:10.1038 / s41586-019-1374-1
    Cornell University的Samie R. Jaffrey团队在Nature正刊上发表了题为m6A enhances the phase separation potential of mRNA的重要文章,发现了m6A修饰的mRNA显著增强了细胞溶质m6A结合蛋白DF1、DF2和DF3的相分离作用。
为了探索m6A如何影响mRNA的后修饰,研究人员对m6A结合蛋白DF进行分析,发现3种DF除了与m6A结合的YTH结构域以外,还存在一段约40kDa朊病毒样的肽段(prion-like domains),并推测该结构可能会诱导液-液相分离(liquid–liquid phase separation ,LLPS)。对此,作者对细胞内含量最高的DF蛋白DF2进行纯化,在体外实验中发现发现多m6A修饰的mRNA可触发纯化DF蛋白的液相液相分离
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    作者推论DF-m6A-mRNA复合物又可能够反过来调控带m6A修饰的RNA的翻译效率和mRNA稳定性从而影响相关基因的表达。作者还讨论到DF m6A-mRNA复合物相分离在细胞内特异性分布和每个mRNA中的m6A位点的数量对不同疾病、细胞分化和信号转导下做精准调控的可能性,为m6A甲基化修饰对表观遗传学、细胞生物学提供了新的观点。
Nucleic Acids Research: Zfp217介导m 6 A mRNA调控转录后修饰,促进脂肪的形成
(IF=11.15)  2019年7月9日
doi:10.1093/nar/gkz312
    华中农业大学的彭健课题组在Nucleic Acids Research上发表了题为Zfp217 mediates m6A mRNA methylation to orchestrate transcriptional and post-transcriptional regulation to promote adipogenic differentiation的重要研究成果。报道了锌指蛋白(Zfp217)从基因转录到m6A mRNA的修饰促进脂肪生成的过程
   通过激活m6A去甲基化酶FTO的转录,调控m6A mRNA的甲基化,另外Zfp217的缺失损害3T3L1细胞的脂肪的生成和分化,并导致m6A修饰的增加。还发现Zfp217与YTHDF2相互作用,维持FTO的m6A去甲基化活性, Zfp217的缺失导致FTO降低和m6A提高,YTHDF2的下调抑制了Zfp217消耗介导的脂肪生成。这些发现证明了Zfp217依赖的m6A在协调转录调控和转录后修饰作用下促进脂肪分化。
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Science advances: 通过抗体非依赖性方法对单碱基进行m6A检测。
(IF=12.84)  2019年7月5日
doi:10.1126/sciadv.aax0250
  中山大学的骆观正课题组7月5日在Science advances上发表了题为Single-base mapping of m6A by an antibody-independent method的重要文章,开发了一种基于m6A敏感RNA核糖核酸内切酶识别ACA基序的不依赖抗体的m6A识别方法。
    该方法具有精确度高、通量大的优势。ACA(m 6A-敏感RNA-内切核糖核酸酶促进的测序)。由m 6 A-REF-seq 产生的全转录组,显示m 6 A修饰有在终止密码子附近富集的分布趋势。研究人员使用独立的方法来验证单个m 6 A位点的甲基化状态和丰度,证实了m 6 A-REF-seq 的高可靠性和准确性。并对来人,小鼠和大鼠的5个组织验证这个方法,显示出m6 A位点拥有较高的保守性,具有单核苷酸特异性和种间趋向性。
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(A)个别m 6 A位点与终止密码子的距离。从转录组中提取DRACA和DRACH背景基序。(B)外显子中m 6 A位点的相对位置。(C)含m 6 A的外显子与m 6 A-修饰基因中所有外显子的长度分布。(D)两个m 6 A位点之间的距离在200 bp最常见。
     m6 A-REF-SEQ提供了用于转录水平的单碱基甲基化鉴定。新原理消除了对m 6 A特异性抗体的需求,使其成为适于小型和珍贵样品的应用。这种高效便捷的方法的特点将在很大程度上扩大m 6 A研究的范围。
Cell Stem Cell: 靶向RNA m6A受体YTHDF2破坏急性髓系白血病的肿瘤干细胞
(IF=21.46)  2019年7月3日
doi:10.1038 / s41467-019-09903-6
     爱丁堡大学的Dónal O.Carroll和Kamil R. Kranc团队7月3日在Cell Stem Cell上发表了题为Targeting the RNA m6A Reader YTHDF2 Selectively Compromises Cancer Stem Cells in Acute Myeloid Leukemia.的重要文章,发现了通过提高m6A受体蛋白在急性髓性白血病(AML)中大量表达,特异性抑制地损害了白血病干细胞(LSCs)的发育和传播。
    造血干细胞(HSCs),它具有独特的自我更新能力和多向分化潜能,急性髓性白血病(AML)是造血干细胞的侵袭性克隆性疾病,会阻断造血干细胞正常分化,产生自我更新的白血病干细胞(LSCs)。
    研究人员发现mRNA m 6 A的受体蛋白YTHDF2在AML患者中普片高表达,YTHDF2的增多降低了LSC中不同m 6 A修饰的RNA的半衰期,通常这m6A-RNA有助于LSC功能的整体完整性,包括肿瘤坏死因子受体Tnfrsf2,当Ythdf2下调可引发LSC细胞凋亡。此外发现YTHDF2的缺乏反而又增强了正常造血干细胞HSC的活性。对此,研究人员将YTHDF2鉴定为独特的治疗靶标,选择性地靶向LSCs中促使白血病干细胞凋亡,另一方面靶向HSC中促使正常造血干细胞扩增。
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研究人员还证明了靶向Ythdf2增强了小鼠的骨髓重建,YTHDF2的完全丢失在成年小鼠中不致死,表明了YTHDF2抑制作可做AML潜在干扰策略。为m 6A受体未来应用于治疗血液恶性肿瘤提供理论依据。
Nature Communication: FTO-m6A mRNA去甲基化调节黑素瘤致肿瘤性和对抗PD-1阻断的反应
(IF=11.88)  2019年6月25日
doi:10.1038 / s41467-019-10669-0
    芝加哥大学Chuan He与Yu-Ying He课题组7月3日在Nature Communication上共同发表了题为m6A mRNA demethylase FTO regulates melanoma tumorigenicity and response to anti-PD-1 blockade的重要文章,揭示了一种与肥胖相关的去甲基化酶(FTO)的m 6 A-mRNA去甲基化促进黑素瘤生长并降低对抗PD-1阻断免疫疗法的反应。
    黑色素瘤是美国最致命的人类癌症之一,过去的研究中,黑色素瘤在分子水平、细胞水平上发展取得了巨大进展。包括致癌基因的突变和肿瘤抑制基因,和表观遗传机制,包括DNA甲基化,微小RNA,和其他的非编码RNA。在这篇研究中,发现一种与肥胖相关蛋白(FTO)的N 6 – 甲基腺苷(m 6 A)mRNA去甲基化促进黑素瘤生长并降低对抗PD-1阻断免疫疗法的反应。FTO水平增强促使人和小鼠的黑素瘤肿瘤发生。FTO由通过自噬和NF-κB途径诱导,敲除FTO-m6A的关键基因如PD-1(PDCD1),CXCR4和SOX10,使黑素瘤细胞对干扰素γ(IFNγ)更加敏感并使黑素瘤对小鼠的抗PD-1治疗相关提升。
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     此究结果表明FTO-m 6 A脱甲基酶在促进黑色素瘤肿瘤发生和抗PD-1抗性中的关键作用,并且表明FTO抑制与抗PD-1免疫疗法相结合,为开发改进的黑素瘤疗法提供新思路。
Molecular Cancer: METTL3通过m6aA- IGF2BP2依赖机制诱发结直肠癌的形成
(IF=10.68)  2019年6月24日
doi:10.1186/s12943-019-1038-7
   中山大学肿瘤防治中心徐瑞华课题组2019年6月24日在Molecular Cancer上发表了题为METTL3 facilitates tumor progression via an m6A-IGF2BP2-dependent mechanism in colorectal carcinoma的重要研究成果。首次证明了METTL3在诱发直肠癌CRC中的作用,并揭示了METTL3促进CRC诱发的m6A-IGF2BP2依赖性机制,为CRC提供了更具预测价值的潜在生物标志物组合(包括“writer”METTL3、“reader”IGF2BP2和“target”SOX 2)。
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    此外,研究人员通过含有METTL3、SOX2和IGF2BP2的新IHC panel来预测CRC的预后。Kaplan-Meier生存分析表明,具有三种高表达标志物的患者的总生存期和无进展生存期最短。此外,ROC曲线分析发现与任何单个标记相比,新IHC panel(METTL3、SOX2和IGF2BP2)显示出总体生存率的可加性预测值。
    该研究结果显示了作为致癌基因的METTL3通过CRC细胞中的m6A-IGF2BP2依赖性机制维持SOX2表达,并且揭示了一个用于CRC预后预测的潜在生物标志物组。

     RNA修饰对表观转录调控过程十分重要,目前已知过百种RNA修饰,主要是RNA甲基化。N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)作为最常见的一种转录后修饰,在真核生物中高度保守,介导了超过半数的RNA甲基化。m6A修饰普遍存在于mRNA 和多种类型的非编码RNA,通过影响RNA加工成熟、稳定性、mRNA运输与翻译、RNA编辑等方面,参与肿瘤发生和转移、胚胎发育、DNA损伤修复和病毒感染等生物学功能和作用机制的研究。