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m6A RNA甲基化测序

RNA甲基化是当今热门的研究领域之一,2017年共有125篇m6A相关文献发表。而今年更是井喷式增长,截止目前,已发表144篇文献,其中不乏nature,cell等期刊。m6A的功能也是十分强大,涉及生长发育的各个方面。

概述

m6A(N6-methyladenosine,6-甲基腺嘌呤)是真核生物mRNA中常见的一种转录后修饰。早在上世纪70年代,人们就已经在真核生物的mRNA和lncRNA中发现了m6A修饰。已知绝大部分真核生物中,mRNA 5’UTR区域发生的甲基化修饰,在mRNA剪接、编辑、稳定性、降解、多腺苷酸化等方面发挥重要功能;而3’UTR区域发生的甲基化修饰有助于mRNA的出核转运、翻译起始以及与polyA结合蛋白一起维持mRNA的结构稳定。

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m6A甲基化酶

在mRNA中,大约有少量的Adenine发生甲基化,平均每条mRNA有3-5个m6A位点。大多数RNA甲基化酶的识别位点为RRACH,也有报道为[G/A/U][G>A]m6AC[U>A>C]。m6A甲基化修饰被证明是可逆的,由甲基化转移酶 (Writers)、去甲基化酶 (Erasers)和甲基化阅读蛋白(Readers)等共同参与。
 

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m6A甲基化酶广泛参与哺乳动物的发育,免疫,肿瘤生成和转移,干细胞更新,脂肪分化等生命过程。METTL3和METTL14能促进造血干细胞的自我更新,并且在成胶质细胞瘤以及肝癌中调控体内m6A水平;FTO是发现的m6A去甲基化酶,对单链,双链RNA和DNA都具有去甲基化功能,主要作用于基因内部的m6A位点,作为致癌基因促进白血病的发生;另外,FTO与脂肪发育密切相关;ALKBH5能增强其靶基因FOXM1的表达,维持胶质瘤干细胞的生长;YTHDF1, YTHDF3和YTHDC2通过提高m6A翻译器的效率从而促进蛋白质的合成, 而YTHDF2, YTHDF3和YTHDC2特异性识别发生m6A的mRNA,并介导mRNA的降解。

m6A的检测

目前,在全转录组范围检测m6A修饰的主流技术是MeRIP-seq(m6A-seq),该技术使用N6-甲基腺嘌呤抗体富集高甲基化的RNA片段,然后结合高通量测序,在全转录组范围检测m6A修饰。

实验流程

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分析流程

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参考文献

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.
2 Xiao, C. L. and S. Zhu, et al. (2018). N-Methyladenine DNA Modification in the Human Genome. Mol. Cell 71 (2): 306-318.e7.
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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