m6A RNA甲基化
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m6A RNA甲基化

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  • 品牌研载生物
  • 产地全国
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研载生物科技(上海)有限公司

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产品描述
                           一、什么是RNA甲基化
表观基因组指的是修饰DNA及其蛋白支架的一系列化学标记可以用来帮助解释拥有相同DNA的细胞会发育成众多的专门类型,构成不同的组织。大部分表观遗传研究都集中在与DNA以及DNA包裹的组蛋白相关的标记上。
1974年首次在mRNA中发现腺嘌呤上的一个甲基,这个被修饰的碱基被称作N6-甲基腺苷(N6-methyladenosine),简写为m6A2012年,两支团队独立发布了m6A的首 个位点图谱,这些研究揭示了来自约7000个基因的mRNA上的12000多个甲基化位点。

在过去几年中,一系列重量级的文章的出现,揭示了调控这些标记所涉及的一些机制。
RNA甲基化中的m6A首先在甲基化转移酶的作用下对RNA上的腺嘌呤(A)进行m6A修饰,再在去甲基化酶的作用下对已发生m6A修饰的RNA进行去甲基化修饰。最后发生m6A修饰的RNA通过被甲基化阅读蛋白识别后,行使下游的一系列功能,包括miRNA加工、mRNA出核翻译及剪切等。每个标记都需要一个写入器(writer来放置,一个擦除器(eraser消除,还需要阅读器(reader读取。随着这些蛋白质的身份浮出水面,我们了解到m6A不仅会影响RNA剪接,还会影响翻译和RNA稳定性。



M6a基因调控途径在肿瘤里的研究目前处于起步阶段,根据文献整理,目前的研究涉及8种肿瘤以及6M6a成分子[1]


比如,Li等通过基因表达芯片,发现m6A去甲基化酶FOT在特定的急性髓系白血病中表达量升高后,构建FOT的敲除的白血病细胞系,体内体外实验发现细胞生长抑制。结合m6A-seq技术,发现在白血病细胞系中,FOT的靶基因为ASB2RARA[2]。采用类似思路,Zhang等在胶质母细胞瘤样干细胞中发现去甲基化酶ALKBH5通过促进FOXM1表达进而保证干细胞的增值及成瘤能力[3]Su等发现代谢物R-2HG通过抑制FTO活性,进而促进白血病细胞中m6A的发生水平,以此降低了MYC/CEBPA转录物的含量而表现出抗肿瘤活性[4]


二、m6A甲基化研究方法
1寻找m6A相关酶在骨关节炎中的异常表达情况。鉴于mRNA的测序和芯片数据较全,建议从数据库中寻找,比如cbioportal, oncomimeGEO datasets等。
2细胞及动物的表型实验。通过敲低和过表达该m6A修饰酶,检测细胞的变化,包括细胞增殖,凋亡,验证变化等指标。
3通过m6A-seqRNA-seq的结合,寻找m6A含量变化和RNA分子数量变化最大的mRNA
1开启测序前的一些预实验
该步所有实验为可选项,也可以跳过这部分直接进入测序部分,来挖掘哪些基因在甲基化修饰上产生了差异。
1)找到差异writerserasersreaders或者检测整体m6A水平
首先,要找到与RNA甲基化相关的酶是否有差异表达。既可以是药物处理前VS药物处理后,也可以是肿瘤组织VS癌旁组织,甚至是发育的时间顺序,非模式生物不同的组织器官做比较也是考虑的研究方向。

              (Ma J et al. (2017) Hepatology, 62(2): 529
如上图所示,作者对肝癌组织、癌旁组织以及正常组织中几种常见的酶都进行了qPCR验证,发现FTOMETTL14有差异表达。
另外通过GWAS以及各种人群大队列分析得到的易感基因正好和RNA甲基化有关,那么这项课题开展下去的意义会更大。这时候RNA甲基化被赋予了新的生命,是上游课题的延续。即全基因组重测序/全外显子测序/靶向捕获测序→SNPIndel分析→GWAS→易感基因细胞实验/动物实验下游通路和分子机制最终表型

                       (
Li et al. (2017) Cancer Cell, 31(1):127-141

另一种方式就是从已发表的芯片数据中,直接挖掘几种酶是否有差异表达(省钱的)。如上图Cancer Cell上的论文,前期就是从网上队列数据中筛选出FTO基因才继续进入下游的细胞实验和动物实验。
至于检测m6A整体水平,可采用LC-MS/MS或酶标仪比色法的方式进行。酶标仪相对于LC-MS/MS普及程度更高,可采用EpiQuik m6A RNA Methylation Quantification Kit的试剂盒直接进行检测,方便快捷。

                    (Ma J et al. (2017) Hepatology, 62(2): 529
如上图所示,对肝癌组织、癌旁组织和正常组织在酶标仪上进行了m6A整体的水平检测后发现,肝癌组织m6A整体水平最低,而正常组织中m6A水平最高。
此外,在细胞中对几种酶进行敲低和过表达后,也可以选择使用酶标仪来检测整体的m6A水平是否发生变化。
2甲基化酶敲低和过表达细胞实验
这里对几种已检测的甲基化酶进行敲低或过表达,当然这一步也可以在一开始直接进行。之后观察细胞表型和动物表型,建立起相关性关系。通常细胞实验比较容易开展,可以开始进行对应敲低/过表达体系的建立。

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