RNA甲基化(m6A)研究:最前沿表观遗传研究热点(一)

2020年6月01日 15:01:15 来源: 互联网
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随着表观遗传学研究的不断深入,组蛋白修饰(甲基化,乙酰化,磷酸化…)和DNA甲基化修饰相关的高水平研究成果如雨后春笋般涌现,遍布Nature, Cell和Science等期刊杂志。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。不禁让人疑问,那么RNA上也存在类似的调控机制吗?

近两年,科学家们首次发现了一种可逆性的RNA甲基化—m6A。随后,研究人员陆续定位了哺乳动物转录组中的m6A,鉴定了这种动态修饰的“读”、“写”和“擦除”蛋白,解析了m6A在转录后调控中的一些功能。由此,RNA甲基化(m6A)研究在表观遗传领域开始崭露头角,成为最前沿的热点!

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图1:DNA, RNA, Protein的表观遗传修饰



N6-甲基腺嘌呤(m6A)是真核生物最常见和最丰富的RNA分子修饰。m6A修饰是METTL3甲基转移酶复合体催化的,而最近新发现的RNA去甲基化酶FTO 和ALKBH5 可以通过一种α-酮戊二酸和Fe2+依赖型的形式对m6A去甲基化。METTL3, FTO和 ALKBH5被证明在很多生物过程中起重要作用,从发育和代谢到生殖。m6A存在于很多物种质中,占到了RNA碱基甲基化修饰的80%。m6A主要分布在mRNA中,也出现在非编码RNA如tRNA, rRNA和snRNA。在转录成的RNA中相对高的m6A含量会影响RNA的代谢过程,比如剪切,核转运,翻译能力和稳定性,以及RNA转录。


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图2:RNA甲基化修饰示意图