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m6A RNA甲基化測序

RNA甲基化是當今熱門的研究領域之一,2017年共有125篇m6A相關文獻發表。而今年更是井噴式增長,截止目前,已發表144篇文獻,其中不乏nature,cell等期刊。m6A的功能也是十分強大,涉及生長發育的各個方面。

概述

m6A(N6-methyladenosine,6-甲基腺嘌呤)是真核生物mRNA中常見的一種轉錄后修飾。早在上世紀70年代,人們就已經在真核生物的mRNA和lncRNA中發現了m6A修飾。已知絕大部分真核生物中,mRNA 5’UTR區域發生的甲基化修飾,在mRNA剪接、編輯、穩定性、降解、多腺苷酸化等方面發揮重要功能;而3’UTR區域發生的甲基化修飾有助于mRNA的出核轉運、翻譯起始以及與polyA結合蛋白一起維持mRNA的結構穩定。

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m6A甲基化酶

在mRNA中,大約有少量的Adenine發生甲基化,平均每條mRNA有3-5個m6A位點。大多數RNA甲基化酶的識別位點為RRACH,也有報道為[G/A/U][G>A]m6AC[U>A>C]。m6A甲基化修飾被證明是可逆的,由甲基化轉移酶 (Writers)、去甲基化酶 (Erasers)和甲基化閱讀蛋白(Readers)等共同參與。
 

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m6A甲基化酶廣泛參與哺乳動物的發育,免疫,腫瘤生成和轉移,干細胞更新,脂肪分化等生命過程。METTL3和METTL14能促進造血干細胞的自我更新,并且在成膠質細胞瘤以及肝癌中調控體內m6A水平;FTO是發現的m6A去甲基化酶,對單鏈,雙鏈RNA和DNA都具有去甲基化功能,主要作用于基因內部的m6A位點,作為致癌基因促進白血病的發生;另外,FTO與脂肪發育密切相關;ALKBH5能增強其靶基因FOXM1的表達,維持膠質瘤干細胞的生長;YTHDF1, YTHDF3和YTHDC2通過提高m6A翻譯器的效率從而促進蛋白質的合成, 而YTHDF2, YTHDF3和YTHDC2特異性識別發生m6A的mRNA,并介導mRNA的降解。

m6A的檢測

目前,在全轉錄組范圍檢測m6A修飾的主流技術是MeRIP-seq(m6A-seq),該技術使用N6-甲基腺嘌呤抗體富集高甲基化的RNA片段,然后結合高通量測序,在全轉錄組范圍檢測m6A修飾。

實驗流程

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分析流程

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參考文獻

1 Deng X, Su R, Weng H, Huang H, Li Z, Chen J. (2018).RNA N6-methyladenosine modification in cancers: current status and perspectives. Cell Research. 28(5):507-517.
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3 Roundtree IA, Evans ME, Pan T, He C. (2017).Dynamic RNA modifications in gene expression regulation. Cell 169(7): 1187-1200.
4 Zhang, S., Zhao, B. S., Zhou, A., Lin, K., Zheng, S., Lu, Z., … Huang, S. (2017). The m6A Demethylase ALKBH5 Maintains Tumorigenicity of Glioblastoma Stem-Like Cells by Sustaining FOXM1 Expression and Cell Proliferation Program. Cancer Cell, 31(4), 591–606.e6.
5 Alarcón, C. R., et al. (2015).N6-methyladenosine marks primary microRNAs for processing. Nature 519.7544:482.

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