生命科學學院伊成器課題組開發m6Am修飾檢測的新技術

2021年8月6日,北京大學生命科學學院、北大-清華生命科學聯合中心伊成器課題組在Nature Communications雜志發表了題為“m6Am-seq reveals the dynamic m6Am methylation in the human transcriptome”的文章,開發了mRNA上m6Am修飾檢測的新技術,繪制了全轉錄組N6,2'-O-二甲基腺苷(m6Am)的修飾圖譜。

動態可逆的RNA修飾在基因表達調控中扮演了至關重要的角色。N6-甲基腺苷(m6A)是真核生物mRNA上最豐富的內部修飾,已經被證明參與調控RNA的代謝、翻譯、選擇性剪接和穩定性等多種生物學過程。除了m6A,mRNA上還存在另一種動態可逆的化學修飾m6Am,該修飾位于轉錄起始位置,與帽子結構相鄰。近年來,哺乳動物細胞系和組織的m6Am修飾圖譜已有研究,但現有的測序技術面臨著靈敏度低、特異性差、依賴甲基轉移酶敲除的細胞系等問題,阻礙了m6Am功能研究的發展。因此,開發一種直接、特異、靈敏的方法檢測m6Am修飾至關重要。

本研究基于優化的去甲基化反應體系和RNA免疫沉淀技術,開發了m6Am的特異檢測技術——m6Am-seq,獲得了全轉錄組m6Am和5’UTR m6A的分布,繪制了單堿基分辨率的m6Am修飾圖譜。相比于其他測序技術,m6Am-seq有更高的信噪比和準確度。利用m6Am-seq,檢測到在細胞熱激和低氧條件下,m6Am和5’UTR m6A的修飾水平均發生了動態變化,參與細胞應激調控過程的關鍵基因上也發生了修飾水平的變化。

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圖1: m6Am-seq鑒定m6Am和5’UTR m6A修飾

(A) m6Am-seq流程圖; (B) m6Am的基序分析; (C) 5’UTR m6A的基序分析; (D) 三種測序技術鑒定到的m6Am修飾在轉錄組上的分布; (E) 單堿基檢測m6Am位點

綜上所述,該研究開發了全轉錄組m6Am修飾的測序技術m6Am-seq,獲得了可信的m6Am和5’UTR m6A修飾位點,為這兩個轉錄后修飾的功能研究提供了強有力的工具。

北京大學生命科學學院、北大-清華生命科學聯合中心伊成器教授為本文的通訊作者。生命科學學院博士生孫含笑、生命科學聯合中心博士生李楷為本文共同第一作者。該研究得到了國家自然科學基金、科技部重點研發計劃、北大-清華生命科學聯合中心的資助。

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