Nature子刊：新技术开辟表观遗传研究新领域
来自犹他大学Huntsman癌症研究所(HCI)的研究人员，开发了一种强有力的新技术，可在人类RNA中鉴别出一组称作RNA胞嘧啶甲基转移酶(RMTs)的酶的靶标。他们将这一技术应用于一种与人类精神发育迟滞和癌症相关的特异RMT——NSUN2上，发现并确认了大量从前未知的RMT靶标，从而表明了这一技术的效力。相关研究结果在线发表在4月21日的《自然生物技术》(Nature Biotechnology)杂志上。
研究的共同作者、Huntsman癌症研究所基础科学高级主管Bradley R. Cairns 说：“虽然人们知道RMTs已有多年，然而实际上对于人体中的大多数这些酶仍是一无所知。这项新技术现在使得我们能够非常快速地鉴别每种人类RMT的直接靶RNAs，我们对于正在开展中的工作感到非常的兴奋。”
在活细胞中，RNA充当了一个重要的媒介物传递来自DNA的遗传信息。DNA转录生成RNA，随后RNA被用于编码生成控制细胞功能的酶。一种称作胞嘧啶甲基化的过程，可将甲基分子添加到DNA和RNA分子的胞嘧啶碱基上。RMTs充当催化剂，使得RNA分子特异位点发生甲基化。甲基化可以调控细胞中的遗传信息流动，并且可以改变RNA与蛋白质相互作用的方式。
由于当前用于鉴别RMT靶标的技术存在局限，目前对于RNA甲基化所知甚少。由于每个细胞中包含数百不同种类的RNA分子，通常只有一小部分是一种特异RMT的靶标，研究RNA甲基化的第一步就是要分选并富集特异RMT的精确靶RNA分子。
这项工作涉及了一种新的富集技术，利用一种特殊的“化学交联剂”将RMT物理连接到它正试图甲基化的一个RNA上。研究的共同作者、Cairns实验室成员Vahid Khoddami说：“我们的新技术利用了该酶的这种机制。我们采用的药物/交联剂看起来像胞嘧啶，因此它插入到了RNA中取代胞嘧啶。RMT将它视作是一个正常的胞嘧啶靶标，试图甲基化这种药物，并转而与RNA交联，由此我们可以确定预期甲基化的确切位置。由于我们这种基于反应的方法要求该酶既要结合 RNA，又要完成甲基化作用，它大大提高了我们识别真阳性的能力。”
Khoddami 说：“这一技术为我们提供了高达200倍的富集，而在过去能有2倍的富集就要被视作是了不起的结果。事实上，对于某些RNA类型，富集甚至超过了700倍。”
在富集过程之后，再利用高通量的基因测序来分析获得的RNA样品。
Khoddami 说：“我们的富集结果本身就很了不起，而在测序过程中我们还取得了另一个重要的发现。我们发现测序以后，修饰RNA中的靶胞嘧啶超过50%的时间，似乎变成了另一种分子鸟嘌呤。测序后，你可以在一次实验中寻找这些胞嘧啶-鸟嘌呤转化，了解到确切的靶点。”
根据Khoddami所说，人体内已知有10种胞嘧啶RMTs，其中只有两种被部分确定特征。“其他八种还从未在实验室开展过研究。尽管其中的一些已被证实与癌症、不孕不育，尤其是人类遗传疾病有关联。”
“由于过去我们没有工具来分析这种RNA，这些疾病一直令我们感到困惑。现在我们获得了美妙的工具，”Khoddami说。
