2020年2月m6A RNA甲基化研究总结

发稿时间：2020-03-12来源：天昊生物

2020年2月份m6A RNA甲基化研究领域共有7篇IF>10文章正式发表，文章主要研究内容如下：

（一）

病毒竟如此狡猾，以m6A修饰来伪装自己！

内部的N6-甲基腺嘌呤(m6A)修饰是RNA最常见、最丰富的修饰之一。然而，病毒RNA m6A修饰的生物学作用仍不清楚。这项研究以人类偏肺病毒(HMPV)为模型，证明了m6A作为一种分子标记有助于先天免疫区别自己（self）和非己RNA。结果显示HMPV RNAs被m6A甲基化修饰，病毒m6A甲基化促进了HMPV的复制和基因表达。利用同义突变或去甲基化酶使得m6A位点失活导致m6A缺陷的重组HMPVs和病毒体RNA，进而诱导I型干扰素表达增加，这一调控依赖于细胞质RNA传感器RIG-I，而不依赖于黑色素瘤分化相关蛋白5 (MDA5)。机制上，m6A缺陷的病毒体RNA诱导RIG-I的高表达，更有效地与RIG-I结合，并且促进RIG-I构象改变，导致干扰素表达增强。此外，m6A缺陷的重组HMPVs在体内引起干扰素的增加，并在棉鼠体内被减毒，但仍保持了较高的免疫原性。总体而言，这项研究结果显示（1）病毒在其RNA中获得m6A，作为一种模仿细胞RNA的方式以避免先天免疫检测；（2）病毒RNA m6A可作为减弱HMPV的靶点，用于疫苗研发。

 

（二）

 

 

精子发育过程中circRNA与m6A修饰和编码蛋白的故事！

从编码基因剪接而来的环状RNA(circRNAs)大部分含有开放阅读框(ORFs)，因此具有编码蛋白质的潜力。然而，目前还不清楚是什么调控了这些含ORF的circRNAs的发生，它们是否被翻译成蛋白质，以及它们在特定的生理环境中起什么作用。这项研究报道了在小鼠精子形成过程中，当晚期粗线精母细胞发育成圆形然后精细胞延伸时大量circRNAs被合成，丰度增加。对于一些circRNAs，反剪接似乎主要发生在m6A富集的位点，这些位点通常位于线性mRNA的起始密码子和终止密码子附近。因此，大约一半的这些雄性生殖细胞circRNAs含有大的ORFs，并且有m6A修饰的起始密码子在其连接位点，这些特征最近被证明与蛋白质编码潜能有关。利用液相色谱-质谱联用技术检测了这些circRNAs连接序列编码的数百个多肽，表明这些circRNAs确实可以在发育中的和成熟的男性生殖细胞中被翻译成蛋白质。本研究不仅发现了m6A在编码circRNAs的生物发生中发挥的新作用，而且还发现了一种潜在的机制，可以在没有线性mRNA的情况下确保稳定和持久的蛋白质产生，即通过生成在连接序列中包含大的ORFs和m6A修饰的起始密码子的circRNAs。

 

（三）

 

登革热病毒或寨卡病毒感染后会引起m6A修饰变化吗？

N6-甲基腺嘌呤(m6A) RNA修饰调节mRNA的命运，从而影响许多生物学过程。这项研究分析了登革热病毒(DENV)、寨卡病毒(ZIKV)、西尼罗河病毒(WNV)和丙肝病毒(HCV)感染后转录组m6A修饰，结果发现这些黄病毒科的病毒感染改变了特定细胞转录本的m6A修饰，包括RIOK3和CIRBP。在病毒感染过程中，RIOK3中m6A的加入促进了其翻译，而CIRBP中m6A的缺失促进了可变剪接。重要的是，病毒激活先天免疫感应或内质网(ER)应激反应分别导致RIOK3或CIRBP中m6A的改变。此外，包括RIOK3和CIRBP在内的一些感染改变m6A特征的转录本编码蛋白，影响了DENV、ZIKV和HCV感染。总的来说，这项工作揭示了在病毒感染过程中激活的细胞信号通路会导致宿主mRNA m6A修饰的改变，从而调控感染。

 

（四）

 

多条信号通路解释ALKBH5如何抑制NSCLC进展！

背景：被ALKBH5清除的mRNA甲基化在mRNA的生成、降解和翻译控制中的重要性是一个新兴的研究热点。异常激活的YAP与许多人类癌症的发生有关。然而，ALKBH5调控YAP表达和活性来抑制NSCLC肿瘤生长和转移的机制尚不清楚。

方法：分析正常肺细胞和非小细胞肺癌细胞中蛋白和转录的相互作用。用qPCR和报告基因法检测基因表达。用免疫组化方法测定蛋白水平。用免疫沉淀法分析核酸相互作用及状态。用标准生化试验分析细胞状态。利用MeRIP分析m6A的修饰。

结果：YAP表达与ALKBH5表达呈负相关，在NSCLC细胞增殖、侵袭、迁移、上皮间质转化调控中起相反的作用。ALKBH5降低了YAP的m6A修饰。YTHDF3结合YAP pre-mRNA依赖于m6A修饰。YTHDF1和YTHDF2以独立于m6A的方式与YTHDF3竞争性调控YAP的表达。YTHDF2通过AGO2系统促进YAP mRNA的降解，而YTHDF1通过与eIF3a相互作用促进YAP mRNA的翻译；这两种方式都受m6A修饰的调控。此外，ALKBH5基于HuR通过对miR-107/LATS2轴的调节来降低YAP活性。ALKBH5通过降低YAP的表达和活性来抑制肿瘤在体内的生长和转移。

结论：m6A去甲基酶ALKBH5可通过降低YTHDFs介导的YAP的表达，抑制miR-107/LATS2介导的YAP活性来抑制NSCLC肿瘤的生长和转移。此外，有效抑制m6A修饰ALKBH5可能是一种潜在的肺癌治疗策略。

（五）

 

METT14介导m6A修饰的lncRNA在CRC中的作用！

背景：N6-甲基腺嘌呤(m6A)是真核细胞中最常见的RNA表观遗传调控。然而，对m6A在结直肠癌(CRC)中的认识非常有限。本研究旨在探讨m6A在CRC中的作用。

方法：从公共数据库和组织芯片中挖掘METTL14的表达水平，探讨METTL14在CRC中的临床相关性。接下来，通过功能实验来定义METTL14在CRC进展中的作用。转录组测序(RNA-seq)用于筛选METTL14的潜在靶点。通过RNA pulldown和RNA免疫沉淀(RIP)实验验证了METTL14与推测靶点的特异性结合。通过挽救实验和甲基化RNA免疫沉淀(Me-RIP)揭示其作用机制。

结果：临床上，METTL14的缺失与CRC患者预后不良有关。在功能上，METTL14的下调在体外显著增强了CRC细胞的增殖和侵袭能力，在体内促进了肿瘤的发生和转移。在机制上，RNA-seq和Me-RIP结果确定lncRNA XIST为METTL14的下游靶点。METTL14的下调实质上消除了XIST的m6A水平，增强了XIST表达。此外，发现了m6A甲基化的XIST被YTHDF2，一个m6A的阅读蛋白识别，从而介导了XIST的降解。在CRC组织中，XIST表达与METTL14和YTHDF2呈负相关。

结论：研究结果发现了METTL14在CRC中的功能和预后价值，并扩展了对RNA表观遗传学在癌症生物学中的重要性的理解。

 

（六）

 

 

这篇综述总结了m6A修饰在肝脏成瘤中的作用！

肝癌是世界范围内的一种常见癌症。虽然肝癌变的病因已明确，但其潜在的分子机制仍不明确。表观遗传的异常调控，如异常的DNA甲基化和组蛋白修饰，在肝癌的发生中起着重要的作用。与DNA和核心组蛋白类似，mRNA的可逆化学修饰最近被认为是控制基因表达的重要调控机制。N6-甲基腺嘌呤(m6A)是哺乳动物细胞中最常见的mRNA内部修饰。m6A修饰对控制很多细胞和生物学过程很重要。m6A修饰的异常调控最近被发现与人类致癌有关，包括肝癌。本文综述了近年来m6A调控及其在正常细胞和癌细胞中的生物学作用的研究进展。重点集中在m6A修饰和m6A调控因子在肝脏疾病和肝癌中的异常调控作用。主要强调了m6A修饰异常与肝癌的临床相关性。文章还讨论了探索m6A修饰用于癌症诊断和治疗的潜力。

 

（七）

 

这篇综述总结了3种mRNA修饰在肿瘤干细胞命运决定中的工作！

尽管数量不多，但癌症干细胞在驱动癌细胞生长、化疗耐药和远端转移方面发挥着核心作用。以前的研究主要集中在DNA或组蛋白修饰如何决定癌症中细胞的命运。然而，目前仍不清楚RNA修饰是如何协调癌细胞的命运决定的。在RNA中已经发现了170多种不同的RNA修饰，而在mRNA中只发现了少量的RNA碱基修饰。越来越多的证据表明，肌苷、5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤三种mRNA修饰在肿瘤干细胞命运转换过程中对基因表达的时空调控起着至关重要的作用。此外，转录组水平的比对发现异常积累的mRNA修饰可以破坏基因调控网络，导致无法控制的癌细胞生长，这在不同的癌症中广泛存在。本文综述了近年来这三种mRNA修饰在维持肿瘤干细胞干性方面的研究进展，并对其分子机制进行了探讨，以期为消除肿瘤干细胞开发新的治疗方法提供新的思路。