RNA甲基化(m6A)研究:最前沿表觀遺傳研究熱點(一)
隨著表觀遺傳學研究的不斷深入,組蛋白修飾(甲基化,乙酰化,磷酸化…)和DNA甲基化修飾相關的高水平研究成果如雨后春筍般涌現,遍布Nature, Cell和Science等期刊雜志。在分子生物學的中心法則中,遺傳信息從DNA、RNA流向蛋白。基因組DNA和組蛋白上都存在可逆的表觀遺傳學修飾,這些修飾可調控基因的表達,并由此決定細胞的狀態,影響細胞的分化和發育。不禁讓人疑問,那么RNA上也存在類似的調控機制嗎?
近兩年,科學家們首次發現了一種可逆性的RNA甲基化—m6A。隨后,研究人員陸續定位了哺乳動物轉錄組中的m6A,鑒定了這種動態修飾的“讀”、“寫”和“擦除”蛋白,解析了m6A在轉錄后調控中的一些功能。由此,RNA甲基化(m6A)研究在表觀遺傳領域開始嶄露頭角,成為最前沿的熱點!
圖1:DNA, RNA, Protein的表觀遺傳修飾
N6-甲基腺嘌呤(m6A)是真核生物最常見和最豐富的RNA分子修飾。m6A修飾是METTL3甲基轉移酶復合體催化的,而最近新發現的RNA去甲基化酶FTO
和ALKBH5 可以通過一種α-酮戊二酸和Fe2+依賴型的形式對m6A去甲基化。METTL3, FTO和
ALKBH5被證明在很多生物過程中起重要作用,從發育和代謝到生殖。m6A存在于很多物種質中,占到了RNA堿基甲基化修飾的80%。m6A主要分布在mRNA中,也出現在非編碼RNA如tRNA,
rRNA和snRNA。在轉錄成的RNA中相對高的m6A含量會影響RNA的代謝過程,比如剪切,核轉運,翻譯能力和穩定性,以及RNA轉錄。
圖2:RNA甲基化修飾示意圖
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