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腾讯登录Cell：影响无数基因的新RNA修饰
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<div> <img class="aligncenter" src="http://www.bioon.com/biology/UploadFiles/201205/2012051916175005.jpg" alt="... |
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<div> <img class="aligncenter" src="http://www.bioon.com/biology/UploadFiles/201205/2012051916175005.jpg" alt="" width="375" height="375" border="0" /></div>
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在过去的数十年里，实验胚胎学研究已经指出，化学性修饰碱基是人类基因组的丰富组成部分，已使我们不得不放弃基因只包括4种碱基的遗传学概念。在RNA中，研究人员已经鉴定出一种新的碱基修饰，指出RNA象DNA一样携带着遗传信息，这一RNA新发现再次重写了50年以来mRNA组成的基本概念，没有人想到mRNA会含有控制功能的内在修饰，5月17日的Cell发表了这一研究。
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信使RNA(mRNA)，一直被生物学家认为是DNA和蛋白质间的简单中介，通常通过腺嘌呤加甲基的方式而被化学性修饰。一般认为mRNA只含4种核苷碱基，新发现表明，N6-甲基腺苷(m6A，N6-methyladenosine)是mRNA的第五种碱基，它遍布转录子中。20%的人类mRNA可被常规地甲基化，5000多个不同的mRNA分子均含有m6A，这意味着这种修饰可能广泛地影响着基因如何表达。
1975年，科学家首次发现m6A，当时他们不能确定这一发现是否是其他RNA分子污染的结果。后来证明，m6A出现在许多人类疾病基因编码的mRNA中，包括癌症以及一些大脑疾病，如孤独症、阿尔茨海默病、精神分裂症。RNA甲基化是一种可逆修饰，是大量生物学通路和生理过程的重要步骤。由此可见，mRNA非常复杂，RNA甲基化作用缺陷可引起疾病。
大家都知道，DNA和蛋白质常被化学性开关所修饰，这些修饰对它们健康与疾病状态下的功能有深远影响。90%RNA是转运RNA(tRNA)或核糖体RNA(rRNA)，是被常规修饰的细胞内骨干。DNA、蛋白质和其他形式RNA都被修饰，那么为什么mRNA不被修饰？为此，研究人员对小鼠和人的mRNA样品展开研究，用两种抗体来识别与结合mRNA中m6A，从而选择性地分离出含m6A的mRNA。通过新一代测序技术，鉴定出每一种分离mRNA的序列。然后，用计算算法来显示每一种甲基化mRNA的身份。结果显示，检测出成千上万个m6A，它们都位于mRNA的终止密码子附近，常出现在多种脊椎动物mRNA的高度保守域，说明m6A位点不但对人类很重要，更是经过数亿年进化选择保持下来的，因而很可能对所有动物都至关重要。
除了研究m6A如何调节细胞内mRNA外，他们还集中鉴定控制mRNA甲基化的酶和通路。研究人员着重研究了肥胖症风险基因FTO（fat mass and obesity-associated），发现它编码一种酶，此酶能将mRNA中m6A逆转回常规腺苷。具FTO突变的人有过度活化的FTO酶，引起m6A水平低下，食物摄入和代谢异常，从而导致肥胖。据估计，全球10亿人有FTO突变，此突变是肥胖症及2型<a href="http://www.bioon.com/Search.asp?Field=Title&ClassID=&keyword=糖尿病">糖尿病</a>的主要病因。将mRNA的m6A水平与这些健康问题联系起来，首次鉴定出FTO靶向的mRNA。当前，研究人员正在了解FTO突变患者m6A的调节缺陷如何导致肥胖症和代谢紊乱，同时也在开发测试法以便迅速鉴定抑制FTO活性的化合物。如果这些化合物能抑制人过度活化的FTO，就可能导致形成新的<a href="http://www.bioon.com/Search.asp?Field=Title&ClassID=&keyword=糖尿病">糖尿病</a>和肥胖治疗法。（<a href="http://www.bioon.com/" target="_blank">生物谷</a>bioon.com）
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<img src="http://www.bioon.com/biology/UploadFiles/201205/2012051916173056.gif" alt="" width="113" height="149" border="0" hspace="0" />
<a title="" href="http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2012.05.003" target="_blank">doi:10.1016/j.cell.2012.05.003</a>
PMC:
PMID:
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<br/><strong>Comprehensive Analysis of mRNA Methylation Reveals Enrichment in 3′ UTRs and near Stop Codons</strong><br/>
Kate D. Meyer, Yogesh Saletore, Paul Zumbo, Olivier Elemento, Christopher E. Mason, Samie R. Jaffrey
Methylation of the N6 position of adenosine (m6A) is a posttranscriptional modification of RNA with poorly understood prevalence and physiological relevance. The recent discovery that FTO, an obesity risk gene, encodes an m6A demethylase implicates m6A as an important regulator of physiological processes. Here, we present a method for transcriptome-wide m6A localization, which combines m6A-specific methylated RNA immunoprecipitation with next-generation sequencing (MeRIP-Seq). We use this method to identify mRNAs of 7,676 mammalian genes that contain m6A, indicating that m6A is a common base modification of mRNA. The m6A modification exhibits tissue-specific regulation and is markedly increased throughout brain development. We find that m6A sites are enriched near stop codons and in 3′ UTRs, and we uncover an association between m6A residues and microRNA-binding sites within 3′ UTRs. These findings provide a resource for identifying transcripts that are substrates for adenosine methylation and reveal insights into the epigenetic regulation of the mammalian transcriptome.
<br/>来源：生物谷
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在过去的数十年里，实验胚胎学研究已经指出，化学性修饰碱基是人类基因组的丰富组成部分，已使我们不得不放弃基因只包括4种碱基的遗传学概念。在RNA中，研究人员已经鉴定出一种新的碱基修饰，指出RNA象DNA一样携带着遗传信息，这一RNA新发现再次重写了50年以来mRNA组成的基本概念，没有人想到mRNA会含有控制功能的内在修饰，5月17日的Cell发表了这一研究。
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信使RNA(mRNA)，一直被生物学家认为是DNA和蛋白质间的简单中介，通常通过腺嘌呤加甲基的方式而被化学性修饰。一般认为mRNA只含4种核苷碱基，新发现表明，N6-甲基腺苷(m6A，N6-methyladenosine)是mRNA的第五种碱基，它遍布转录子中。20%的人类mRNA可被常规地甲基化，5000多个不同的mRNA分子均含有m6A，这意味着这种修饰可能广泛地影响着基因如何表达。
1975年，科学家首次发现m6A，当时他们不能确定这一发现是否是其他RNA分子污染的结果。后来证明，m6A出现在许多人类疾病基因编码的mRNA中，包括癌症以及一些大脑疾病，如孤独症、阿尔茨海默病、精神分裂症。RNA甲基化是一种可逆修饰，是大量生物学通路和生理过程的重要步骤。由此可见，mRNA非常复杂，RNA甲基化作用缺陷可引起疾病。
大家都知道，DNA和蛋白质常被化学性开关所修饰，这些修饰对它们健康与疾病状态下的功能有深远影响。90%RNA是转运RNA(tRNA)或核糖体RNA(rRNA)，是被常规修饰的细胞内骨干。DNA、蛋白质和其他形式RNA都被修饰，那么为什么mRNA不被修饰？为此，研究人员对小鼠和人的mRNA样品展开研究，用两种抗体来识别与结合mRNA中m6A，从而选择性地分离出含m6A的mRNA。通过新一代测序技术，鉴定出每一种分离mRNA的序列。然后，用计算算法来显示每一种甲基化mRNA的身份。结果显示，检测出成千上万个m6A，它们都位于mRNA的终止密码子附近，常出现在多种脊椎动物mRNA的高度保守域，说明m6A位点不但对人类很重要，更是经过数亿年进化选择保持下来的，因而很可能对所有动物都至关重要。
除了研究m6A如何调节细胞内mRNA外，他们还集中鉴定控制mRNA甲基化的酶和通路。研究人员着重研究了肥胖症风险基因FTO（fat mass and obesity-associated），发现它编码一种酶，此酶能将mRNA中m6A逆转回常规腺苷。具FTO突变的人有过度活化的FTO酶，引起m6A水平低下，食物摄入和代谢异常，从而导致肥胖。据估计，全球10亿人有FTO突变，此突变是肥胖症及2型<a href="http://www.bioon.com/Search.asp?Field=Title&ClassID=&keyword=糖尿病">糖尿病</a>的主要病因。将mRNA的m6A水平与这些健康问题联系起来，首次鉴定出FTO靶向的mRNA。当前，研究人员正在了解FTO突变患者m6A的调节缺陷如何导致肥胖症和代谢紊乱，同时也在开发测试法以便迅速鉴定抑制FTO活性的化合物。如果这些化合物能抑制人过度活化的FTO，就可能导致形成新的<a href="http://www.bioon.com/Search.asp?Field=Title&ClassID=&keyword=糖尿病">糖尿病</a>和肥胖治疗法。（<a href="http://www.bioon.com/" target="_blank">生物谷</a>bioon.com）
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<a title="" href="http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2012.05.003" target="_blank">doi:10.1016/j.cell.2012.05.003</a>
PMC:
PMID:
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<br/><strong>Comprehensive Analysis of mRNA Methylation Reveals Enrichment in 3′ UTRs and near Stop Codons</strong><br/>
Kate D. Meyer, Yogesh Saletore, Paul Zumbo, Olivier Elemento, Christopher E. Mason, Samie R. Jaffrey
Methylation of the N6 position of adenosine (m6A) is a posttranscriptional modification of RNA with poorly understood prevalence and physiological relevance. The recent discovery that FTO, an obesity risk gene, encodes an m6A demethylase implicates m6A as an important regulator of physiological processes. Here, we present a method for transcriptome-wide m6A localization, which combines m6A-specific methylated RNA immunoprecipitation with next-generation sequencing (MeRIP-Seq). We use this method to identify mRNAs of 7,676 mammalian genes that contain m6A, indicating that m6A is a common base modification of mRNA. The m6A modification exhibits tissue-specific regulation and is markedly increased throughout brain development. We find that m6A sites are enriched near stop codons and in 3′ UTRs, and we uncover an association between m6A residues and microRNA-binding sites within 3′ UTRs. These findings provide a resource for identifying transcripts that are substrates for adenosine methylation and reveal insights into the epigenetic regulation of the mammalian transcriptome.
<br/>来源：生物谷
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