研究RNA m1A修饰利器
m1A-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。其中m7G修饰(N7-methyladenosine),是一种自带正电荷的RNA甲基化修饰,在甲基化转移酶的作用下,使RNA鸟嘌呤(G)的第七位氮原子加上甲基的一种化学修饰。m7G RNA甲基化修饰常存在于真核生物mRNA 5’帽子结构,具有调控mRNA的转运,翻译,剪切过程,除了存在于5’帽子结构外,m7G也存在于tRNA和rRNA序列内部,随着NGS的广泛应用,RNA修饰得到了广泛研究,已是表观遗传领域的热点,而MeRIP-seq则是研究m7G修饰强有力的技术之一。
MeRIP-seq是将MeDIP、RIP及RNA-seq技术结合起来,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,将获得的甲基化修饰片段测序。同时,需要设计Input对照样(类似与ChIP-seq)消除背景。
m7G-meRIP-seq
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2019年6月,《Molecular Cell》刊发了剑桥大学戈登研究所和病理学系Tony Kouzarides团队的研究成果,他们开发了两个不同但互补的深度测序方法,用于研究miRAN上m7G修饰,证明METTL1甲基化了某些特异肿瘤抑制因子的miRNA,包括let-7,促进它们从初级转录本到前体的加工过程,METTL1的缺失导致其基因表达和表型改变,m7G修饰的miRNA有形成G-quadruplexes结构的倾向,从而影响了前体miRNA的形成。
通过特异性抗体和化学特性结合的高通量测序方法,发现很多RNA修饰存在与tRNA和rRNA之外的其他RNA分子中,如7-甲基鸟苷(m7G),利用其修饰的化学特性进行高精度研究,其中METTL1(methyltransferase-like 1)的研究最深入,通过与WDR4共同介导某些tRNA(如 tRNA-Phe)G46位点上的m7G修饰。相对于DNA上的7-mG修饰,RAN上的m7G修饰更加稳定,此类修饰可以显著改变RNA的电荷密度,很可能影响RNA的二级结构,但并不影响碱基配对,所以RNAs上的m7G不会干扰逆转录,导致基于序列的技术检测无法检测到该修饰。
METTL1通过对let-7e上G11位点进行m7G修饰,来影响此位点的G-四联体茎环结构稳定性,从而促进let-7e从pri-miRNA到per-miRNA的加工过程,最终促使miRNA成熟,而成熟的let-7e通过结合到下游基因HMGA2,来实现抑制细胞迁移的功能。