基因组所相助研究发明RNA m6A甲基化位点选择性机制及其增进细胞重编程重要功效
2015年2月12日，球速体育杨运桂研究组与球速体育动物研究所周琪研究组及球速体育遗传与发育生物学研究所王秀杰研究组，整合三方在RNA m6A甲基化、干细胞和生物信息的研究优势，相助开展“RNA m6A甲基化的位点选择性机制及其调控成体细胞重编程研究”，发明了RNA m6A甲基化位点选择性机制及调控细胞重编程重要功效，研究结果以“m6A RNA methylation is regulated by microRNAs and promotes reprogramming to pluripotency”为题宣布在Cell 子刊 Cell Stem Cell，并被选为16卷第3期封面特写报道。
腺嘌呤第6位氮原子上的甲基化修饰 (N6-methyladenosine, m6A) 是高等生物mRNA中含量最为富厚的在进化上守旧的修饰之一。m6A修饰具有序列特异性、甲基化位点选择性及修饰水平动态性特征，由RNA m6A甲基转移酶复合物WTAP/METTL3/METTL14催化形成及去甲基化酶ALKBH5和FTO催化去甲基化，并被结合卵白YTHDF2和YTHDC1识别。m6A修饰调控靶基因mRNA的稳定性及选择性剪切。可是m6A的漫衍特征、形成选择性机制和在细胞命运决定中的作用在很洪流平上还属未知。
利用生化、干细胞、基因组学、生物信息学等多条理技术手段，相助团队发明m6A修饰和非编码microRNA在配相助用底物mRNA上的位点具有物理空间相关性：1-部分反向匹配潜在m6A修饰RRACH序列的非编码microRNA能够介导其结合的mRNA RRACH位点m6A甲基化；2-另一部分不反向匹配潜在m6A修饰RRACH序列的非编码microRNA能够介导结合的mRNA位点四周的RRACH序列被甲基化。在人和小鼠细胞中，过表达microRNA或其加工酶Dicer，可以显著增加mRNA m6A修饰水平，而敲低两者之一则导致m6A修饰水平下降。Dicer可以调控m6A甲基转移酶催化亚基METTL3在细胞核内核小斑的定位。Dicer和microRNA均可以调控METTL3结合mRNA的亲和力。过表达野生型microRNA可导致结合的mRNA甲基化位点m6A修饰水平升高，而突变体microRNA结合的新的mRNA位点原来为非甲基化位点则可以检测到高m6A修饰水平。Dicer和microRNA的表达水平变革并不会影响m6A修饰的甲基转移酶METTL3和去甲基化酶ALKBH5和FTO的卵白表达水平，说明了非编码microRNA能够调控RNA m6A甲基转移酶选择底物mRNA的甲基化位点。
通过过表达RNA m6A甲基转移酶催化亚基METTL3，可以显著提高小鼠成纤维细胞转化为多能性干细胞的重编程效率，而敲低METTL3则显著降低小鼠成纤维细胞的重编程效率；并且使用抑制m6A形成的小分子抑制剂环亮氨酸处理和敲低METTL3效果一致，都可以显著降低小鼠成纤维细胞的重编程效率；METTL3调控了细胞多能性因子Oct4、Sox2、Klf4和Myc的表达。
该项结果揭示了非编码microRNA调控RNA m6A甲基转移酶选择底物mRNA的甲基化位点机制和RNA m6A修饰调控细胞重编程重要功效。为进一步研究m6A的生物功效和RNA表观遗传提供了依据，为研究与正常生理（如干细胞干性维持和剖析）或异常病理生命运动（如恶性肿瘤等）关联分子机理提供了新的表观调控研究偏向。
该研究获得科技部重大研究计划、中科院战略性先导专项、国家自然科学基金等项目的资助。
RNA m6A甲基化位点选择性机制及其调控细胞重编程重要功效
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