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生命科學學院伊成器課題組與合作者聯合繪制人體和小鼠m6A和m6A

2019-11-05

    2019年10月29日,北京大學生命科學學院伊成器課題組與復旦大學附屬中山醫院樊嘉院士課題組合作在Molecular Cell雜志在線發表了題為“Landscape and regulation of m6A and m6Am methylome across human and mouse tissues”的研究論文。該研究系統地解析了人和小鼠組織中m6A和m6Am甲基化圖譜,為深入理解人體與小鼠的m6A和m6Am修飾的動態變化規律及調控機制提供了重要的生物數據資源。

    在真核生物mRNA內部的修飾中,m6A是豐度最高并且最早被報道的一種修飾。作為一種動態、可逆的RNA修飾,m6A由甲基轉移酶復合物(METTL3/METTL14/WTAP/KIAA1429/RBM15等)催化形成,由FTO和ALKBH5等去甲基化酶去修飾。此外,m6A可以被YTH家族蛋白(YTHDF1/2/3)和hnRNP蛋白(hnRNPA2B1,hnRNPC)識別,從而決定mRNA的命運并參與一系列的生物學過程調控,如調節晝夜節律、精子生成、胚胎干細胞自我更新和分化、神經發育等生命活動。不同于m6A修飾,m6Am主要位于真核生物mRNA5’端m7G帽子后的第一個堿基。最近研究發現FTO可以去m6Am修飾;伊成器課題組及國際上多個研究小組幾乎同時獨立地發現帽子特異的甲基轉移酶PCIF1可以介導m6Am的形成,表明m6Am也是一個動態、可逆的修飾。然而,迄今為止,m6A和m6Am的甲基化圖譜僅僅局限于有限數量的哺乳動物細胞系和小鼠組織水平,而人體和小鼠組織水平的m6A和m6Am甲基化修飾圖譜迄今尚未被系統地解析。

    本項研究中,伊成器和合作團隊通過對43個人體組織樣本、16個小鼠組織樣本和9種人類細胞系樣本的全轉錄組m6A和m6Am測序及系統、全面的生物信息學分析,概括了其在人體和小鼠組織中的分布規律。該研究首次揭示了m6A和m6Am在腦組織具有較強的組織特異性。此外,m6A和m6Am修飾含量與其各自對應的修飾酶存在顯著相關性;并且含有m6A的區域富集了大量潛在功能性SNP位點及microRNA靶向位點。該研究同時發現,在人體組織中m6Am修飾與蛋白表達水平呈負相關。跨物種的m6A和m6Am甲基化圖譜分析揭示了m6A和m6Am修飾的物種特異性。綜上,該項研究首次全面解析了人體和小鼠組織中m6A和m6Am修飾的分布規律和調控機制,為m6A和m6Am修飾的功能研究提供了重要依據。


m6A和m6Am修飾在腦組織中高度特異且其分布規律具有物種特異性 (圖a為m6A甲基化譜圖;圖b為m6Am甲基化譜圖)
北京大學生命科學學院2014級博士生劉俊娥、前沿交叉學科研究院2017級博士生李楷和復旦大學附屬中山醫院蔡加彬博士是本文的并列第一作者,伊成器和樊嘉為論文的共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、北京市科委和北大-清華生命科學聯合中心以及蛋白質與植物基因研究國家重點實驗室等多方資助。

來源:北京大學 新聞網

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