研究RNA m5C修饰利器
m5C-meRIP-seq
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RNA修饰是指发生在RNA分子上的各种化学修饰(已超160种),每种修饰都有相应的功能,如:稳定结构、出核运输、可变剪接、翻译识别等。其中甲基化修饰是主要形式之一,约占2/3,RNA的甲基化修饰多位于mRNA、tRNA、rRNA和其他非编码RNA上。
5-甲基胞嘧啶(5-Methylcytosine,m5C),在RNA中广泛分布,早在上世纪70年代就已发现存在于mRNA上。当时由于技术的局限性,一直未能充分研究。近期研究发现mRNA m5C在哺乳动物中的分布十分保守,在不同组织中修饰的基因具有特异性。
随着NGS的广泛应用,RNA修饰研究已是表观遗传领域的热点,而m5C-meRIP-seq则是强有力的研究技术之一。
m5C-meRIP-seq可以在全基因组范围内精确检测RNA甲基化,对RNA样品进行片段化,利用特异性的RNA甲基化抗体进行免疫共沉淀反应,将含m5C修饰的mRNA从总mRNA中富集出来,需要设计Input对照样(类似与ChIP-seq)消除背景,利用高通量测序和生信分析,即可系统性研究m5C在全基因组范围内的修饰状况。
m5C-meRIP-seq
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2019年8月,《NATURE CELL BIOLOGY》 刊发了中山大学附属肿瘤医院杨运桂等人的研究成果,文章揭示了人类膀胱尿路上皮癌(UCB)的激活机制,即NSUN2/YBX1/m5C-HDGF信号轴,促进UCB的发病机制。发现了RNA m5c调控癌基因激活的前所未有的机制,为UCB提供了一种潜在的治疗策略。
研究表明,在生理和/或病理条件下,RNA修饰(如m6A)可调节多种细胞功能。5-甲基胞嘧啶(m5C)也被报道参与RNA代谢调控。特别是,m5C不仅在rRNA和tRNA中被检测到,而且也在mRNA中被检测到。然而,这些研究主要集中在某些癌细胞系m6A图谱中确定的有限数量的基因上。对于病理条件下,特别是在人类实体肿瘤中,m5C等RNA修饰的分子动力学和/或功能的详细研究仍然缺乏。
HDGF是肺癌、胰腺癌和乳腺癌中著名的致癌基因,与侵袭性疾病呈正相关,研究者们确定HDGF是在UCB进展过程中NSUN2和YBX1的重要靶点之一,并揭示了m5c修饰依赖于UCB中HDGF激活的关键机制。总的来说,文章提出了一个主要分子机制的工作模型,即NSUN2/YBX1/m5C-HDGF信号轴,促进UCB的发病机制。