5mC RNA修飾突破性進展

最新 10-05

iNature：5mC一直以來主要是聚焦在DNA的表觀遺傳修飾。但是，當你拿到5mC RNA修飾時，您應該怎麼進行研究。其實，這是一個常規的科學研究問題。在這裡我就以擬南芥中的5mC RNA修飾為例（Plant Cell及Molecular Cell文章同時報道在擬南芥中的5mC RNA修飾），闡述一下怎麼研究5mC RNA修飾。首先，您應該知道該怎麼做，通過什麼樣的方法去檢測（全基因組RNA甲基化測序）；然後，您要知道5mC RNA修飾是否是一種動態性的修飾，故需要比較不同的組織裡面5mC RNA修飾的含量；緊接著，您需要知道，是哪個酶負責5mC RNA產生的，這主要根據動物中報道的同源蛋白進行，您只要去找到相應的突變體，而後去測突變體的5mC RNA修飾，看一下是否確實是這個酶（另外，最好通過生化實驗去證實這個酶的活性）；最後，得知道5mC RNA修飾是否有生物學功能，這個非常的重要，否則這就只是淪落到測序的文章，很難進行後續的跟進研究，這主要是通過RNA-seq方法，看一下5mC RNA甲基轉移酶是否會影響基因表達，再去尋找具體的功能。通過以上步驟，就可以推廣到其他的物種，如水稻，玉米，高粱，小麥等作物，如果您的實驗室有充足的經費，可以去試一下。

5mC一直以來主要是聚焦在DNA的表觀遺傳修飾。 m 5 C在mRNA的水平遠遠低於m 6 A，但是，直到最近，RNA中的m 5 C的功能及分布不是很清楚。採用像檢測DNA中的5mC一樣的方法，發現m 5 C在tRNA 及 rRNA中含量比較豐富，隨著高通量測序的興起，發現mRNA也含有少量的m 5 C修飾。在酵母中， tRNA甲基轉移酶4(Trm4) 是一個 tRNA 5-cytosine 甲基轉移酶，tRNA天冬氨酸甲基轉移酶1（也是所說的Dnmt2）在真核生物裡面也被報道為 5-cytosine 甲基轉移酶，表明具有保護脅迫誘導的tRNA斷裂功能；另一個 tRNA甲基轉移酶是NOP2/Sun RNA甲基轉移酶家族成員2(NSUN2,酵母Trm4同源蛋白)，被報道為在mRNAs及非編碼RNA中具有5-cytosine 甲基轉移酶活性。儘管，m 5 C在真核生物的mRNA修飾的功能還是不清楚， 5-hydroxymethylcytosine及 5-formylcytosine在RNA中的修飾在果蠅的胚胎及哺乳動物細胞及腦組織里可以檢測到，這也說明了5-cytosine RNA修飾的具有動態性及可能具有潛在的調控作用【1-16】。

以上研究都是在人類，小鼠及果蠅裡面進行的，到現在為止，還沒有在植物裡面報道過5mC修飾，但是，最近，Plant Cell及Molecular Cell文章同時報道在擬南芥中的5mC RNA修飾，我現在就闡述一下具體是怎麼完成這倆篇文章的。分5個部分降解：

怎麼做

5mC RNA修飾以前報道的比較少，加上動物所有的文章，都不會超過100篇。具體做法同5mC 在DNA的修飾比較類似。流程圖如下：

提取RNA；

去除DNA；

重亞硫酸鹽處理RNA；

反轉錄經過重亞硫酸鹽處理RNA的產物；

建庫，高通量測序；

生物信息學分析。

生信分析，展示結果

通過生信分析，5mC RNA修飾在不同的組織裡面的含量是不一樣的，這說明5mC RNA修飾具有動態性，同時在不同的組織分布不一樣。