2020年5月m6A RNA甲基化文章集錦

發(fā)稿時(shí)間：2020-06-10來(lái)源：天昊生物

2020年5月m6A RNA甲基化IF > 10文章共計(jì)14篇，其中綜述文章共4篇，先將10篇article的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)：

哈佛大學(xué)莊小威課題組在NCB上發(fā)文，首次報(bào)道了m6A結(jié)合蛋白YTHDF能夠促進(jìn)應(yīng)激顆粒的形成。

在壓力條件下，不同的RNA和RNA結(jié)合蛋白在細(xì)胞中會(huì)形成相分離的無(wú)膜顆粒。然而，普遍存在的mRNA甲基化、m6A及其結(jié)合蛋白在應(yīng)激顆粒(SG)組裝中的作用尚不清楚。這項(xiàng)研究證明了m6A修飾的mRNA在SGs中富集，而m6A結(jié)合蛋白YTHDF對(duì)SG的形成至關(guān)重要。YTHDF1/3的缺失抑制了SG的形成和mRNA對(duì)SGs的招募。YTHDF蛋白的N端固有無(wú)序區(qū)和C端m6A結(jié)合的YTH結(jié)構(gòu)域?qū)?/span>SG的形成都很重要。超分辨率成像進(jìn)一步表明YTHDF蛋白質(zhì)似乎在超高飽和狀態(tài)，成簇通常聚集在SG核心簇的邊緣或連接處，并有可能通過(guò)降低活化能壘和臨界尺寸來(lái)促進(jìn)SG形成。這一研究結(jié)果表明了m6A結(jié)合蛋白YTHDF在調(diào)控SG形成中的新功能。

m6A是mRNA中最豐富的內(nèi)部修飾，已被證實(shí)與腫瘤發(fā)生有關(guān)。作為一種m6A去甲基酶，ALKBH5已經(jīng)被證明可以促進(jìn)乳腺癌和腦腫瘤的發(fā)展。然而，在急性髓系白血病(AML)中，，ALKBH5被報(bào)道頻繁缺失，提示其有抑癌作用。這項(xiàng)研究則證明了在人類(lèi)AML中ALKBH5缺失是罕見(jiàn)的，相反，ALKBH5在AML中卻異常過(guò)表達(dá)。而且，其表達(dá)增加與AML患者預(yù)后不良相關(guān)。進(jìn)一步證明了ALKBH5對(duì)于AML的發(fā)展和維持以及白血病干細(xì)胞/起始細(xì)胞(LSCs/LICs)的自我更新是必需的，但對(duì)于正常的造血不是必需的。機(jī)制上，ALKBH5通過(guò)轉(zhuǎn)錄后調(diào)控其關(guān)鍵靶點(diǎn)(如TACC3，一種在各種癌癥中與預(yù)后相關(guān)的致癌基因)，在AML中發(fā)揮促腫瘤作用?？傊?，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)揭示了ALKBH5在白血病發(fā)生和LSC/LIC自我更新/維持中的重要作用，并強(qiáng)調(diào)了靶向ALKBH5/m6A信號(hào)軸的治療潛力。

CSC雜志背靠背的另一篇論文報(bào)道染色質(zhì)的改變通過(guò)KDM4C-ALKBH5-AXL信號(hào)軸促進(jìn)AML的白血病干細(xì)胞LSC，兩篇文章從不同的角度和機(jī)制揭示了ALKBH5促進(jìn)AML的發(fā)生。這項(xiàng)研究則發(fā)現(xiàn)在AML的白血病發(fā)生過(guò)程中，m6A去甲基酶ALKBH5的表達(dá)受染色質(zhì)狀態(tài)改變的調(diào)控，而ALKBH5是維持白血病干細(xì)胞(LSC)功能所必需的，但對(duì)于正常的造血是非必要的。機(jī)制上，KDM4C通過(guò)增加ALKBH5基因座的染色質(zhì)可及性，降低H3K9me3水平和促進(jìn)MYB和Pol II的募集來(lái)調(diào)控ALKBH5的表達(dá)。此外，ALKBH5以依賴m6A的方式影響受體酪氨酸激酶AXL的mRNA穩(wěn)定性。因此，這項(xiàng)研究結(jié)果將染色質(zhì)狀態(tài)動(dòng)態(tài)與m6A修飾因子的表達(dá)調(diào)控聯(lián)系起來(lái)，并揭示了ALKBH5在AML中的選擇性和關(guān)鍵作用，可能作為特異性靶向LSCs的治療靶點(diǎn)。

病毒RNA基因組和宿主蛋白之間的主要相互作用對(duì)感染和免疫至關(guān)重要。直到現(xiàn)在，研究這些事件的能力仍然缺乏。研究人員開(kāi)發(fā)了病毒交聯(lián)和固相純化(VIR-CLASP)來(lái)表征病毒RNA和細(xì)胞蛋白質(zhì)之間最早的相互作用。使用基孔肯雅病毒(CHIKV)和甲型流感病毒研究人類(lèi)細(xì)胞的感染，并發(fā)現(xiàn)了數(shù)百種RNA-蛋白的直接相互作用。該研究探討了三種蛋白質(zhì)在感染后幾分鐘內(nèi)結(jié)合CHIKV RNA的生物學(xué)影響。發(fā)現(xiàn)了CHIKV RNA結(jié)合并劫持脂質(zhì)修飾酶脂肪酸合酶(FASN)的促病毒（pro-viral）活性。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)CHIKV基因組是N6-甲基腺嘌呤修飾的，YTHDF1結(jié)合并抑制了CHIKV的復(fù)制。最后，發(fā)現(xiàn)了先天免疫DNA傳感器IFI16與CHIKV RNA結(jié)合，減少病毒復(fù)制和成熟。這一發(fā)現(xiàn)可以直接應(yīng)用于所有RNA病毒的研究。

N6-甲基腺嘌呤(m6A)是mRNA中的一種豐富的核苷酸修飾，被認(rèn)為可以調(diào)控mRNA的穩(wěn)定性、剪切和翻譯，但目前尚不清楚它是否在腫瘤內(nèi)微環(huán)境和腫瘤耐藥中也有生理作用。這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)METTL3，一個(gè)主要的m6A甲基轉(zhuǎn)移酶，在人索拉非尼耐藥的肝細(xì)胞癌(HCC)中顯著下調(diào)。缺氧條件下METTL3的耗竭可促進(jìn)索拉非尼耐藥和體外培養(yǎng)的肝癌細(xì)胞血管生成基因的表達(dá)，并激活自噬相關(guān)通路。機(jī)制上，確定了FOXO3是METTL3的關(guān)鍵下游靶點(diǎn)，通過(guò)YTHDF1依賴機(jī)制， FOXO3 mRNA 3’-非翻譯區(qū)的m6A修飾增加了其穩(wěn)定性。臨床樣本分析進(jìn)一步表明，METTL3和FOXO3水平在HCC患者中密切相關(guān)。在小鼠異種移植模型中，METTL3的缺失通過(guò)消除METTL3介導(dǎo)的FOXO3 mRNA的穩(wěn)定，顯著增強(qiáng)了索拉非尼對(duì)HCC的耐藥性，FOXO3的過(guò)表達(dá)恢復(fù)了m6A依賴的索拉非尼的敏感性?？傮w而言，這項(xiàng)工作揭示了METTL3介導(dǎo)的m6A在低氧腫瘤微環(huán)境中的重要作用，并確定FOXO3是m6A修飾在肝癌對(duì)索拉非尼治療耐藥性中的一個(gè)重要靶點(diǎn)。

又又又一篇組織樣本m6A RNA甲基化測(cè)序！m6A是mRNA中普遍存在的一種內(nèi)部修飾，與mRNA命運(yùn)的不同影響有關(guān)。為了探索人類(lèi)m6A的圖譜和進(jìn)化，這項(xiàng)研究在主要的成人組織中生成了27個(gè)m6A甲基化組信息。這些數(shù)據(jù)揭示了多種組織類(lèi)型的動(dòng)態(tài)m6A甲基化，發(fā)現(xiàn)了廣泛的或組織特異性的甲基化位點(diǎn)，并在非經(jīng)典切割位點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)意想不到的m6A甲基化富集。對(duì)胎兒和成人m6A甲基化組的比較表明，m6A優(yōu)先富集在胎兒組織的CDS區(qū)域（The RNA N(6)-methyladenosine modification landscape of human fetal tissues. Nat. Cell Biol.）。此外，m6A亞基序在胎兒和成人組織之間或不同組織類(lèi)型之間存在差異。從進(jìn)化的角度，發(fā)現(xiàn)了m6A位點(diǎn)的選擇壓力是不同的，并取決于它們的基因位置。出乎意料的是，研究發(fā)現(xiàn)了3個(gè)UTR m6A位點(diǎn)中有40%處于負(fù)選擇，這高于miRNA結(jié)合位點(diǎn)的進(jìn)化約束，也遠(yuǎn)高于A-to-I RNA修飾。此外，最近在人類(lèi)群體中獲得的m6A位點(diǎn)顯然是正選擇的，與性狀或疾病相關(guān)。這項(xiàng)工作為未來(lái)對(duì)m6A功能的研究提供了人類(lèi)m6A特征的來(lái)源，并且表明了m6A修飾在人類(lèi)進(jìn)化適應(yīng)和疾病易感性中的作用。

近年來(lái)，對(duì)mRNA N6-甲基腺嘌呤(m6A)修飾的生物學(xué)功能研究如雨后春筍般涌現(xiàn)。這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)m6A對(duì)癌細(xì)胞的糖酵解有正向的調(diào)控作用。具體來(lái)說(shuō)，m6A測(cè)序和功能研究證實(shí)，丙酮酸脫氫酶激酶4(PDK4)參與了m6A調(diào)控的糖酵解和ATP生成。m6A修飾的PDK4 5’ UTR分別通過(guò)與YTHDF1/eEF-2復(fù)合物和IGF2BP3結(jié)合，正向調(diào)控PDK4的翻譯延伸和mRNA的穩(wěn)定性。dm6ACRISPR系統(tǒng)靶向特異性對(duì)PDK4 m6A去甲基化可以顯著降低癌細(xì)胞的PDK4表達(dá)和糖酵解。此外，TATA結(jié)合蛋白(TBP)可以通過(guò)與啟動(dòng)子結(jié)合，轉(zhuǎn)錄增加子宮頸癌細(xì)胞中Mettl3的表達(dá)。體內(nèi)和臨床數(shù)據(jù)證實(shí)了m6A/PDK4在宮頸癌和肝癌腫瘤生長(zhǎng)和進(jìn)展中的積極作用。這一研究顯示m6A通過(guò)PDK4調(diào)節(jié)癌細(xì)胞的糖酵解。

背景：N6-甲基腺嘌呤(m6A)是真核生物mRNA中含量最多的可逆性甲基化修飾方式，在腫瘤發(fā)生中發(fā)揮重要作用。本研究旨在探討m6A去甲基酶ALKBH5在胰腺癌(PC)中的作用。方法：在PC組中評(píng)估ALKBH5的表達(dá)及其臨床病理影響。在功能獲得和功能缺失分析的基礎(chǔ)上，研究了ALKBH5對(duì)PC細(xì)胞生物學(xué)特性的影響。皮下和原位模型進(jìn)一步揭示了ALKBH5在腫瘤生長(zhǎng)中的作用。mRNA和m6A測(cè)序以及m6A甲基化RNA免疫沉淀qPCR (MeRIP-qPCR)檢測(cè)，以確定ALKBH5對(duì)PER1的靶向作用。通過(guò)ChIP和熒光素酶分析，研究ALKBH5啟動(dòng)子上的P53結(jié)合位點(diǎn)，揭示了ALKBH5與PER1激活的ATM-CHK2- P53/CDC25C信號(hào)通路的相互作用。結(jié)果：ALKBH5缺失是PC患者發(fā)病和較差臨床病理表現(xiàn)的特征。在體外，過(guò)表達(dá)ALKBH5可減少腫瘤的增殖、遷移和侵襲，并改善體內(nèi)腫瘤的生長(zhǎng)，而抑制ALKBH5則可促進(jìn)PC的進(jìn)展。機(jī)制上，ALKBH5轉(zhuǎn)錄后通過(guò)m6A去甲基化方式，并依賴m6A-YTHDF2激活PER1。PER1上調(diào)導(dǎo)致ATM-CHK2-P53/CDC25C信號(hào)的重新激活，進(jìn)而抑制細(xì)胞生長(zhǎng)。p53誘導(dǎo)的ALKBH5轉(zhuǎn)錄的激活作用是調(diào)控PC中m6A修飾的反饋環(huán)。結(jié)論：ALKBH5通過(guò)去除m6A來(lái)調(diào)控PER1的轉(zhuǎn)錄后激活，從而發(fā)揮抑制PC的作用，這可能是PC診斷和治療的一種以去甲基化為基礎(chǔ)的方法。

Hepatology雜志報(bào)道HBV誘導(dǎo)增加PTEN RNA m6A修飾影響先天免疫和促成肝癌。這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)HBV顯著增加了PTEN RNA的m6A修飾，導(dǎo)致其不穩(wěn)定性，PTEN蛋白水平相應(yīng)降低。在m6A甲基轉(zhuǎn)移酶(METTL3/14)表達(dá)沉默的細(xì)胞中，情況正好相反。PTEN的表達(dá)直接增加了激活的IRF-3核輸入和隨后的干擾素(IFN)合成。在PTEN缺失的情況下，IRF-3 Ser97位點(diǎn)的去磷酸化作用降低，IFN合成受損。慢性HBV患者活檢標(biāo)本中，m6A修飾的PTEN mRNA水平一致上調(diào)，同時(shí)PTEN mRNA水平下降。HBV基因表達(dá)也可通過(guò)調(diào)控肝癌細(xì)胞系PTEN mRNA的穩(wěn)定性激活PI3K/AKT通路。因此，HBV對(duì)PTEN的m6A表觀轉(zhuǎn)錄調(diào)控通過(guò)抑制IRF-3核輸入影響先天免疫，通過(guò)激活PI3K/AKT通路影響HCC的發(fā)生。這一研究通過(guò)對(duì)宿主PTEN mRNA的m6A修飾，為HBV介導(dǎo)的免疫逃逸和HBV相關(guān)肝癌的發(fā)生機(jī)制提供了新的見(jiàn)解。

這篇文章來(lái)源于Journal of Pineal Research (IF = 15.221)，N6-甲基腺嘌呤(m6A)甲基化是哺乳動(dòng)物mRNA上最常見(jiàn)和最豐富的修飾，調(diào)控胚胎干細(xì)胞(ESCs)的多能性。研究表明褪黑素在DNA和組蛋白修飾中起著重要作用。然而，褪黑素對(duì)RNA修飾的影響尚不清楚。這項(xiàng)研究首次報(bào)道了褪黑素對(duì)長(zhǎng)期培養(yǎng)的ESCs中m6A修飾的影響。多能性研究表明，10μM褪黑素充分維持ESCs具備干細(xì)胞特性超過(guò)45代(超過(guò)90天)。值得注意的是，用褪黑素處理ESCs導(dǎo)致m6A甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物核存在顯著減少，并減少了整體m6A修飾。CRISPR/Cas9敲除褪黑素受體1 (MT1)顯著降低了褪黑素對(duì)ESC多能性和m6A修飾的影響。甲基化RNA免疫沉淀測(cè)序(MeRIP-seq)顯示褪黑素通過(guò)阻止m6A依賴的mRNA衰退，促進(jìn)核心多能因子的穩(wěn)定，如Nanog、Sox2、Klf4和c-Myc。利用細(xì)胞信號(hào)通路分析系統(tǒng)，褪黑素主要通過(guò)MT1-JAK2/STAT3-Zfp217信號(hào)軸調(diào)節(jié)m6A修飾。這項(xiàng)研究揭示了褪黑素在RNA水平調(diào)控基因表達(dá)的一個(gè)新維度。

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