华人学者Nature Methods揭示RNA甲基化的复杂性

　　2016年07月08日讯 为了深入了解m6A表观转录组，哈佛大学和加州大学的研究团队开发了一种新的新测序技术--m6A-LAIC-seq（m6A-level and isoform-characterization sequencing）。这一重要成果发表在七月四日的Nature Methods杂志上，文章通讯作者是哈佛医学院的Cosmas C Giallourakis和加州大学洛杉矶分校的华人学者Yi Xing。

　　在分子生物学的中心法则中，遗传信息从DNA、RNA流向蛋白。基因组DNA和组蛋白上都存在可逆的表观遗传学修饰，这些修饰可以调控基因的表达，并由此决定细胞的状态，影响细胞的分化和发育。近年来人们发现，mRNA和其他RNA上也存在类似的调控机制。

　　N6-methyladenosine（m6A）是真核生物mRNA上最常见的一种转录后修饰，介导了超过80%的RNA碱基甲基化。这种甲基化修饰非常普遍，出现频率大约是3-5个残基/mRNA。近年来，科学家们正在逐步揭开这种mRNA甲基化的神秘面纱。

　　目前我们对特定基因的m6A水平还缺乏了解，不清楚有多少转录本拷贝存在m6A修饰。研究人员认为，定量分析转录组的m6A水平，有助于评估m6A对基因表达水平的影响力。他们用m6A-LAIC-seq对整个转录组进行分析，定量评估了甲基化转录本与非甲基化转录本的比例。

　　研究显示，转录组中的m6A水平普遍没有达到100%，而且存在细胞类型特异性。甲基化转录本与非甲基化转录本对APA位点有不同的偏好。甲基化转录本喜欢使用附近的APA位点，而非甲基化转录本倾向于使用较远的APA位点。

　　Dr Yi Xing此前曾与斯坦福大学、哈佛大学的研究人员合作，在小鼠和人类胚胎干细胞中绘制了m6A甲基化组的详细图谱。他们在Cell Stem Cell杂志上发表文章，向人们展示了m6A的进化保守性及其在胚胎干细胞中的功能。

　　目前的m6A分析方法主要是把methyl-RNA免疫沉淀和测序结合起来，称为MeRIP-Seq或者m6A-Seq。这种方法只能将m6A残基定位在100-200 nt的转录本区域中，无法在全转录组水平上鉴定m6A的精确位置。去年六月美国康奈尔大学的研究团队在Nature Methods杂志上发表了一种名为miCLIP的新技术。这种技术可以很方便的获得单核苷酸分辨率m6A图谱。

　　近年来科学家们逐渐发现m6A修饰与人类疾病关系密切，但对m6A起到的具体作用还知之甚少。约翰霍普金斯大学和中山大学的研究人员发现，低氧条件通过m6A去甲基化诱导乳腺癌干细胞表型。这项研究发表在三月二十一日的美国国家科学院院刊PNAS杂志上，通讯作者是约翰霍普金斯大学医学院的著名学者Gregg Semenza教授。中山大学第一附属医院的Chuanzhao Zhang是这篇文章的第一作者。