m6A甲基化是轉(zhuǎn)錄后調(diào)控中重要的表觀遺傳修飾方式,它普遍存在于病毒和真核生物中文狱。MeRIP-seq(高通量測(cè)序法)作為m6A修飾的檢測(cè)方法蝠咆,其具有針對(duì)全基因組范圍內(nèi)檢測(cè)m6A的存在冰更;能夠明確每個(gè)基因的修飾水平啡邑,進(jìn)行組與組之間比較等優(yōu)勢(shì)贱勃。接下來就讓小編帶大家詳細(xì)了解m6A和MeRIP-seq。
1.在介紹m6A之前谣拣,首先認(rèn)識(shí)一下什么是轉(zhuǎn)錄后調(diào)控?
轉(zhuǎn)錄后調(diào)控(post-transcriptional control)是指在轉(zhuǎn)錄后水平(RNA)上對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控族展,包括對(duì)真核生物基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物進(jìn)行的一系列修飾和加工森缠。
轉(zhuǎn)錄后調(diào)控具體主要體現(xiàn)在:
1)對(duì)mRNA前體hnRNA的剪接和加工;例如5’-端加帽仪缸、3’-端polyA尾贵涵、RNA修飾、RNA剪接恰画。
2)mRNA由細(xì)胞核轉(zhuǎn)至細(xì)胞質(zhì)的過程及定位宾茂;
3)mRNA的穩(wěn)定性、降解拴还、翻譯過程等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行的調(diào)控跨晴;
4)RNA編輯和RNA干擾等現(xiàn)象也屬于轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。
2.什么是m6A片林?
m6A甲基化修飾是指腺嘌呤的6號(hào)碳原子連接的氨基基團(tuán)中的一個(gè)氫被甲基基團(tuán)取代端盆,在m6A甲基化過程中涉及的這3類重要的酶:
①Writers怀骤,甲基化酶,催化m6A甲基化的發(fā)生焕妙;
②Erasers蒋伦,去甲基化酶:去除m6A甲基化的修飾;
③Readers焚鹊,m6A識(shí)別蛋白痕届,識(shí)別m6A修飾位點(diǎn)。
如下圖所示末患,m6A是動(dòng)態(tài)可逆的研叫。
Dominissini, D. et al.(2014)
3. m6A具有哪些生物學(xué)功能,以及應(yīng)用的領(lǐng)域阻塑?
m6A具有調(diào)控可變剪切蓝撇、調(diào)控mRNA出核轉(zhuǎn)運(yùn)、調(diào)控mRNA的選擇性翻譯和翻譯速率陈莽、相分離以及與RNA的穩(wěn)定性有關(guān)等功能渤昌。
m6A作為最常見的一種轉(zhuǎn)錄后修飾锈至,介導(dǎo)了超過80%的RNA甲基化奔穿。其調(diào)控機(jī)制與生物學(xué)功能涉及各個(gè)領(lǐng)域:
醫(yī)學(xué):
1)癌癥:肺癌、肝癌缝其、等私植,研究的主要內(nèi)容包括m6A修飾如何影響腫瘤的發(fā)生忌栅、增殖、轉(zhuǎn)移曲稼、耐藥等索绪;
2)其它類疾病:心血管疾病贫悄,神經(jīng)性疾病瑞驱,代謝類疾病等;
3)胚胎發(fā)育等窄坦。
農(nóng)學(xué):
研究的物種有果蠅唤反,斑馬魚,豬鸭津;擬南芥彤侍、玉米,水稻逆趋,番茄等盏阶。
4. MeRIP-seq的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)?
實(shí)驗(yàn)樣本:
細(xì)胞闻书、組織般哼、提取后的總 RNA(限定有參基因組物種)吴汪。
實(shí)驗(yàn)分組:
細(xì)胞模型:實(shí)驗(yàn)組VS對(duì)照組,建議3:3
組織模型:正常組VS疾病組蒸眠,建議5:5
組內(nèi)對(duì)照:IP組VS input組*
注*:input組主要用于比較鑒定IP組的抗體特異性結(jié)合漾橙,是必備的組分
測(cè)序平臺(tái):NovaSeq
關(guān)鍵分析內(nèi)容:
m6A的基本特征
特征一. Peak在基因元件的分布
特征二. reads在基因元件的分布
特征三. Peak關(guān)聯(lián)基因的特征
5. MeRIP-seq的送樣要求?
? 樣本類型:細(xì)胞楞卡、組織霜运、total RNA
? 樣本要求:
?人、大鼠蒋腮、小鼠
常規(guī)MeRIP-seq:Dnase消化后RNA總量≥25μg淘捡,濃度≥100 ng/μg,RIN≥8池摧;
?非人非鼠物種
Dnase消化后RNA總量≥150μg焦除,濃度≥100 ng/μg,RIN≥8作彤。
注:
1)人膘魄、小鼠和大鼠可同時(shí)檢測(cè)mRNA和lncRNA上的m6A修飾,非人非鼠物種(人竭讳、小鼠创葡、大鼠以外的物種)只能檢測(cè)mRNA上的m6A修飾;
2)盡量提供RNA樣本绢慢;
3)如需公司進(jìn)行RNA提取灿渴,請(qǐng)根據(jù)樣本特性估算樣本量,最終獲得的RNA質(zhì)量和總量以質(zhì)檢結(jié)果為準(zhǔn)胰舆;
4)活體取樣骚露,剔除結(jié)締組織以及其它非研究組織,用預(yù)冷的PBS漂洗缚窿,去除血液和雜質(zhì)棘幸。體積較大的組織需切割成綠豆大小的小塊。將組織放入事先標(biāo)記好樣本信息的RNAase-free管中(管子速凍后無法做標(biāo)記)滨攻,立即液氮速凍2min够话,-80℃保存蓝翰。
6. MeRIP-seq建庫(kù)測(cè)序流程光绕?
MeRIP-seq技術(shù)包括MeRIP實(shí)驗(yàn)和測(cè)序兩個(gè)部分。
流程圖如下圖所示:
每組MeRIP-seq由兩種類型的樣本組成畜份,即immunoprecipitation(IP)樣本和Input對(duì)照樣本诞帐。RNA分子首先被片段化成約100-200nt的片段。通過抗m6A的特異性抗體爆雹,IP樣本提供了甲基化RNA片段的無偏測(cè)量停蕉。同時(shí)愕鼓,Input對(duì)照樣本可反映基礎(chǔ)RNA的豐度。通過建庫(kù)慧起、高通量測(cè)序和生物信息學(xué)分析菇晃,給出全轉(zhuǎn)錄組m6A的定位。
Fu, Y et al. (2014)
7. MeRIP-seq分析流程蚓挤?
測(cè)序數(shù)據(jù)下機(jī)之后磺送,我們就可以獲得原始測(cè)序序列(Sequenced Reads),在有相關(guān)物種參考序列或參考基因組的情況下灿意,我們通過如下標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行生物信息分析:
8. MeRIP-seq后續(xù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證估灿?
MeRIP-qPCR:利用m6A抗體在富集到帶甲基化修飾的RNA后,下一步使用qPCR直接對(duì)富集到的RNA進(jìn)行定量的一種技術(shù)缤剧。建議結(jié)合基因表達(dá)RT-qPCR 馅袁、WB等驗(yàn)證手段一起進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證。
9. m6A甲基化的研究思路荒辕?
典型的m6A研究的法則:
1)m6A測(cè)序前的預(yù)實(shí)驗(yàn)汗销,檢測(cè)RNA的m6A水平是否發(fā)生差異等;
2)m6A測(cè)序及轉(zhuǎn)錄組學(xué)挖掘差異基因兄纺;
3)?后期功能驗(yàn)證大溜。
10. 相比其他m6A檢測(cè)方法,MeRIP-seq具有哪些優(yōu)勢(shì)估脆?
1钦奋、針對(duì)全基因組范圍內(nèi)檢測(cè)m6A的存在;
2疙赠、m6A的檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)到基因水平付材;
3、能夠明確每個(gè)基因的修飾水平圃阳,進(jìn)行組與組之間比較厌衔;
4、檢測(cè)平臺(tái)為測(cè)序儀捍岳,儀器限制低富寿,通用性高,重復(fù)性好锣夹;
5页徐、結(jié)果可以和其他組學(xué)聯(lián)合分析,從多維度講述機(jī)制機(jī)理故事银萍;
6变勇、實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單,入門容易贴唇。