人類組織中m6A修飾的動(dòng)態(tài)變化和進(jìn)化
瀏覽次數(shù):1556 發(fā)布日期:2020-7-2
來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
文章導(dǎo)讀
m6A是mRNA中普遍存在的一種內(nèi)部修飾,通過多種機(jī)制,比如調(diào)控mRNA的剪接、表達(dá)、降解、翻譯等對(duì)mRNA的命運(yùn)產(chǎn)生不同影響。為了探究m6A修飾在不同組織之間、不同發(fā)育階段的差異,m6A位點(diǎn)在轉(zhuǎn)錄本上的位置分布,以及這些分布差異可能對(duì)基因調(diào)控的進(jìn)化產(chǎn)生怎樣的影響,近期Nucleic Acid Research (IF=11.147)雜志上發(fā)表了一篇文章Dynamic landscape and evolution of m6A methylation in human, 通過對(duì)9種人類組織的m6A測(cè)序,分析了m6A甲基化位點(diǎn)在不同組織中的分布特點(diǎn)、潛在調(diào)控機(jī)制和進(jìn)化。
發(fā)表期刊:Nucleic Acids Research
影響因子:11.147
發(fā)表時(shí)間: 2020.5.14
實(shí)驗(yàn)方法: m6A-seq, RNA-seq
文章鏈接:Dynamic landscape and evolution of m 6 A methylation in human
研究?jī)?nèi)容
1.成年人組織中m6A表達(dá)譜
首先,為了探索m6A在成年人組織中的表達(dá)譜,作者對(duì)成年人的小腦、額皮質(zhì)、心臟、腎、肝、肺、肌肉、脾、和睪丸9種組織,每種3重復(fù)樣,進(jìn)行了m6A-seq(云序提供此服務(wù)),共檢測(cè)到101340個(gè)甲基化位點(diǎn),其中超過36%的m6A位點(diǎn)僅在1種組織中發(fā)現(xiàn),而全部組織中 共有的m6A位點(diǎn)僅占5.5%,揭示了m6A甲基化的高度組織特異性。生信分析顯示m6A峰中的保守序列為RRACH, 多種組織中 共有的m6A位點(diǎn)多集中于終止子附近,而組織特異性的m6A位點(diǎn)則不突出集中于此,結(jié)合GO分析,作者指出,終止子附近的m6A位點(diǎn)主要調(diào)控的是維持基本細(xì)胞功能的基因,如染色質(zhì)排列、細(xì)胞分解代謝過程與組蛋白修飾相關(guān)基因,而m6A位點(diǎn)在其他區(qū)域的基因可能更多的是組織特異性功能的基因。
2.m6A甲基化富集在非典型的剪切位點(diǎn)
mRNA的成熟過程涉及到內(nèi)切酶剪切和聚腺苷酸化,剪切位點(diǎn)位于多腺苷酸化信號(hào)(PAS)下游。多數(shù)真核生物的基因具有多個(gè)PAS,而可變聚腺苷酸化(APA)會(huì)導(dǎo)致基因異構(gòu)型(isoform)的表達(dá)。為了探究m6A對(duì)APA的影響,作者首先分析了剪切位點(diǎn)前后40bp范圍內(nèi)的m6A位點(diǎn),發(fā)現(xiàn)他們絕大部分都正好位于剪接位點(diǎn)處,保守序列為AAACH。于是作者針對(duì)剪切位點(diǎn)區(qū)域序列,通過在敲除甲基化酶METTL3的HEK293T細(xì)胞中的雙熒光素酶實(shí)驗(yàn)(云序提供此服務(wù))驗(yàn)證了剪切位點(diǎn)處的m6A修飾會(huì)抑 制聚腺苷酸化過程。接著,根據(jù)序列將APA位點(diǎn)分為典型和非典型兩類,分析發(fā)現(xiàn)大部分m6A是發(fā)生在非典型的APA位點(diǎn)。這些結(jié)果表明,m6A可能通過調(diào)控APA過程影響生成的mRNA。
3.m6A修飾在發(fā)育過程中動(dòng)態(tài)變化
為了探究m6A修飾在發(fā)育中的動(dòng)態(tài)變化,作者選用了已發(fā)表文獻(xiàn)中來自胎兒的7種組織的m6A-seq數(shù)據(jù),與本次成年人組織的測(cè)序數(shù)據(jù)采用同樣方式分析。胎兒組織中,盡管m6A位點(diǎn)同樣富集在終止子區(qū),但CDS區(qū)域的m6A位點(diǎn)比例明顯高于成年人組織。
4.組織之間和發(fā)育階段之間m6A保守序列的調(diào)控
為了探究m6A保守序列在不同組織之間和發(fā)育階段之間的差異,RRACH保守序列被細(xì)分為4種子序列。對(duì)比胎兒和成年人的組織,發(fā)現(xiàn)心臟、腎和肺組織中m6A保守序列比例發(fā)生變化,而肝和肌肉在成年前后m6A保守序列比例相對(duì)不變。對(duì)比不同組織中的保守序列發(fā)現(xiàn),AAACH和GGACH兩種保守序列的比例在組織間差異較大,且同時(shí)含有這兩種序列的m6A峰的數(shù)目明顯低于隨機(jī)重排后分析出的預(yù)測(cè)數(shù)目,暗示了這兩種保守序列可能是由不同的甲基化酶亞基互作用蛋白來識(shí)別的。
5.進(jìn)化角度分析人類m6A修飾位點(diǎn)
作者通過比較人鼠之間保守m6A位點(diǎn)比例和保守對(duì)照A比例,來評(píng)估CDS區(qū)域m6A位點(diǎn)面臨的自然選擇壓力,發(fā)現(xiàn)發(fā)生于第 一個(gè)密碼子處的m6A的周圍序列保守程度低,可能由于此處的m6A會(huì)帶來不利的影響比如影響tRNA結(jié)合,而發(fā)生于第三個(gè)密碼子處的m6A則受到進(jìn)化選擇的影響,暗示此處的m6A可能帶來某些功能變化。對(duì)于3’UTR區(qū)m6A的分析發(fā)現(xiàn)此區(qū)域m6A整體受到負(fù)向自然選擇。另外,作者還發(fā)現(xiàn),甲基化程度高的位點(diǎn)正受到更強(qiáng)的選擇壓力,暗示這些m6A保守序列可能更容易被甲基化酶結(jié)合,并同時(shí)帶來功能變化。
6.人類群體基因組分析m6A位點(diǎn)的正向自然選擇
為了探究m6A位點(diǎn)是否是近代從正向自然選擇中獲得的,作者聯(lián)合單核苷酸突變(SNP)分析和 RNA-seq(云序提供此服務(wù))數(shù)據(jù)的分析,發(fā)現(xiàn)RRAC保守序列中的SNP會(huì)影響m6A甲基化,其中一些SNP突變后形成的m6A保守序列受到正向自然選擇。從這些突變后會(huì)形成m6A保守序列的SNP中篩選出102個(gè)在人類不同群體中存在差異的SNP, 進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)21個(gè)位于非編碼RNA上,表明他們的群體差異很大可能是由于m6A修飾被正向自然選擇而導(dǎo)致的。另外,這102個(gè)m6A SNP位點(diǎn)中大部分與疾病和表型相關(guān),比如與膽固醇水平、體質(zhì)指數(shù)以及動(dòng) 脈粥樣硬化相關(guān)。
總結(jié)
本文通過m6A-seq, RNA-seq, 雙熒光素酶實(shí)驗(yàn)等手段,研究了7種人類組織中的m6A位點(diǎn),結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)信息和生信分析,揭示了組織特異性甲基化位點(diǎn)的廣 泛存在,發(fā)現(xiàn)了m6A可能影響mRNA成熟過程中的選擇性聚腺苷酸環(huán)化。通過比較胎兒和成人的m6A位點(diǎn)發(fā)現(xiàn)m6A在胎兒組織中多發(fā)生在CDS區(qū)域,并且甲基化保守序列在不同組織中變化。此外,從進(jìn)化角度,不同基因上的m6A位點(diǎn)受到的選擇壓力不同,在人類群體中獲得的m6A位點(diǎn)明顯處于正選擇之下,并且與性狀或疾病相關(guān)。本文為后續(xù)研究m6A在不同組織中的功能提供了基礎(chǔ)信息,并揭示了m6A對(duì)人類環(huán)境適應(yīng)和疾病敏感性的作用。
云序生物提供m6A測(cè)序一站式服務(wù)
云序生物提供比色法&LC-MS/MS檢測(cè)整體m6A修飾水平、m6A上游相關(guān)酶PCR芯片檢測(cè)、m6A測(cè)序、MeRIP-qPCR驗(yàn)證、RIP和RNA pull-down、m6A相關(guān)酶預(yù)制病 毒庫(kù)等技術(shù)服務(wù)。2016年至今,檢測(cè)樣本數(shù)量累積超過5000+,MeRIP富集成功率高達(dá)98%以上。為解決客戶樣本量少的問題,云序早已經(jīng)推出超微量MeRIP測(cè)序技術(shù),500ng總RNA即可完成測(cè)序。特殊樣本如血清,血漿,外泌體和石蠟等也可進(jìn)行RNA修飾測(cè)序。
1)m6A相關(guān)酶PCR芯片 new!
云序生物提供m6A修飾PCR芯片檢測(cè),高 效一次性檢測(cè)m6A相關(guān)的Writer,Eraser,Reader的表達(dá)情況,m6A PCR 芯片基因列表(34 個(gè)基因)-human如圖:
2)RNA修飾相關(guān)酶PCR芯片 new!
云序生物提供多種RNA修飾PCR芯片檢測(cè),高 效一次性檢測(cè)6種RNA修飾相關(guān)的Writer,Eraser,Reader的表達(dá)情況,全 面的RNA修飾相關(guān)基因覆蓋,RNA 修飾芯片基因列表(68 個(gè)基因)-human如圖:
3)m6A Writers/Ereasers/Readers預(yù)制病 毒庫(kù) new!
4)m6A MeRIP套餐-預(yù)備抗體的RIP服務(wù) new!
云序生物RNA修飾平臺(tái)特色
云序生物作為做m6A的科研平臺(tái),至今用戶已發(fā)表10+篇m6A相關(guān)文章,其中多篇影響因子超過10分,成為國(guó)內(nèi)m6A測(cè)序?qū)I(yè)的服務(wù)平臺(tái)。云序生物RNA修飾高通量測(cè)序產(chǎn)品覆蓋面廣,包括編碼mRNA和非編碼lncRNA,circRNA,microRNA等分子。云序生物既提供針對(duì)單個(gè)分子的m6A測(cè)序,也提供一次檢測(cè)多種RNA分子m6A修飾的全轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,此外公司長(zhǎng)期致力于提供優(yōu)質(zhì)前沿表觀研究測(cè)序產(chǎn)品,結(jié)合科研熱點(diǎn)繼m6A、m5C、m1A之后,隆重推出多款RNA新修飾,不僅有m7G測(cè)序,還包括m3C測(cè)序、ac4C乙;瘻y(cè)序和2'-O-甲基化測(cè)序,打造了全修飾和全分子覆蓋的研究平臺(tái)。
云序生物推薦RNA修飾研究技術(shù)路線
云序生物RNA修飾測(cè)序文章列表
上海云序生物科技有限公司
Shanghai Cloud-seq Biotech Co., Ltd.
地址:上海市松江區(qū)莘磚公路 518 號(hào) 20 號(hào)樓 3 樓
電話:021-64878766
傳真:021-64878766
網(wǎng)址:www.cloud-seq.com.cn
郵箱:market@cloud-seq.com.cn