m6A甲基化研究思路設(shè)計(jì)方法
來源/作者:普拉特澤生物-醫(yī)學(xué)整體課題外包
今天,我們來著眼于國(guó)自然熱點(diǎn)-表觀遺傳調(diào)控相關(guān)的文獻(xiàn),主題方向是RNA甲基化。
那什么是RNA甲基化呢?
RNA甲基化是指在甲基轉(zhuǎn)移酶的催化下,RNA的甲基腺嘌呤被選擇性地添加甲基基團(tuán)的化學(xué)修飾現(xiàn)象,主要形式為m6A甲基化。m6A甲基化修飾是可逆化的,包括甲基化轉(zhuǎn)移酶(Writers)、去甲基化酶(Erasers)和甲基化閱讀蛋白(Readers)等共同參與。與人類的發(fā)育,免疫,腫瘤生成和轉(zhuǎn)移,干細(xì)胞更新,脂肪分化等過程息息相關(guān),因此,RNA甲基化已成為科研中一個(gè)重要且熱門的研究方向。
接著,我們來了解下RNA甲基化現(xiàn)在的研究行情~~
先從pubmed分析一下RNA甲基化這一熱點(diǎn)問題的研究情況吧!在pubmed數(shù)據(jù)庫(kù)中輸入“RNA Methylation”,文章數(shù)量為44095篇,并在近10年來研究勢(shì)頭居高不下。
從國(guó)自然立項(xiàng)情況來看,近十年來,立項(xiàng)項(xiàng)目的數(shù)目也一直在穩(wěn)步增長(zhǎng)的狀態(tài)。
既然m6A甲基化熱度不減。
那么,究竟如何檢測(cè)m6A?
整體思路如何設(shè)計(jì)?
我們跟著今天介紹的這篇SCI一起來學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧。
文獻(xiàn)題目是:Methyl CpG binding protein 2 promotes colorectal cancer metastasis by regulating N6-methyladenosine methylation through methyltransferase-like 14. 影響因子6.711分,剛剛熱乎乎的發(fā)表在Cancer science雜志上。主要研究MeCP2與甲基轉(zhuǎn)移酶14(METTL14)結(jié)合,通過改變m6A甲基化修飾來調(diào)節(jié)腫瘤抑制因子KLF4的表達(dá),進(jìn)而影響結(jié)直腸癌的進(jìn)展。
接下來我們跟著作者的思路一起來看看吧!
一、MeCP2基因在結(jié)直腸癌(CRC)臨床樣本中的研究。
作者首先用WB和IHC方法發(fā)現(xiàn)了MeCP2蛋白在癌旁組織中的表達(dá)顯著高于正常組織(Figure 1A - 1C),同時(shí)MeCP2 mRNA表達(dá)的升高與預(yù)后較差相關(guān)(Figure 1D),TCGA數(shù)據(jù)總生存率分析亦顯示高MeCP2表達(dá)與預(yù)后較差呈正相關(guān)(Figure 1E)。以上結(jié)果說明:CRC腫瘤樣本中MeCP2表達(dá)增加,與預(yù)后差相關(guān),MeCP2可能是CRC的致癌基因。
二、MeCP2促進(jìn)CRC的轉(zhuǎn)移、減弱CRC細(xì)胞的m6A水平
為了進(jìn)一步確定MeCP2在CRC中的生物學(xué)作用,作者在HT29、HCT8和SW620細(xì)胞中敲低了MeCP2基因(Figure 2A and 2B),HCT116、RKO、DLD1細(xì)胞中過表達(dá)MeCP2基因(Figure 2E and 2F)。Transwell實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),敲低MeCP2后,細(xì)胞的侵襲和遷移能力顯著降低(Figure 2C and 2D),相反,過表達(dá)MeCP2后,細(xì)胞的侵襲和遷移能力顯著提高(Figure 2G and 2H)。m6A斑點(diǎn)實(shí)驗(yàn)和免疫組化實(shí)驗(yàn)顯示敲低MeCP2基因后細(xì)胞m6A整體水平顯著上調(diào)(Figure 2I and 2J)。相反,過表達(dá)MeCP2后,細(xì)胞整體m6A水平顯著下調(diào)(Figure 2K and 2L)。綜上,MeCP2抑制CRC細(xì)胞的m6A水平。
三、MeCP2與m6A甲基轉(zhuǎn)移酶METTL14相互作用
既然MeCP2與m6A有關(guān),那么是哪一個(gè)m6A相關(guān)的基因與其存在相互作用呢?作者的COIP和WB實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)MeCP2僅與METTL14存在相互作用,而與其他m6A相關(guān)酶無互作(Figure 3A -3D)。但是MeCP2、METTL14和METTL3之間存在比較復(fù)雜的相互作用(Figure 3E)。之后WB實(shí)驗(yàn)證實(shí),在293T細(xì)胞中,METTL14截?cái)嗟鞍着cMeCP2和METTL3相互作用的較低(Figure 3F)。
作為一種內(nèi)在紊亂的蛋白,MeCP2不能形成穩(wěn)定的二級(jí)結(jié)構(gòu)。作者猜測(cè),這是這種結(jié)構(gòu)的靈活性使MeCP2能夠與METTL14相互作用。而接下來的免疫熒光實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)顯示MeCP2和METTL14在細(xì)胞核內(nèi)重合(Figure 3G)。同時(shí),MeCP2的過表達(dá)影響METTL3的蛋白表達(dá)水平,但是卻不影響其轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)(Figure 3H and 3I)。
綜上,這些結(jié)果有力地證實(shí)了MeCP2對(duì)RNA甲基化的影響依賴于MeCP2和METTL14之間的相互作用。
四、METTL14抑制CRC的轉(zhuǎn)移
有研究表明,METTL14可以抑制結(jié)腸直腸癌的腫瘤轉(zhuǎn)移。故,作者重點(diǎn)研究METTL14在CRC進(jìn)展和腫瘤發(fā)生中的作用。首先,TCGA數(shù)據(jù)總體生存率分析發(fā)現(xiàn)低METTL14的表達(dá)與預(yù)后較差有關(guān)(Figure 4A)。在HCT116和RKO細(xì)胞中穩(wěn)定敲低METTL14后,MeCP2的蛋白和mRNA水平并沒有明顯的改變(Figure 4B - 4D),而METTL3的蛋白水平顯著降低(Figure 4B and 4C)。Transwell實(shí)驗(yàn)證實(shí)表觀遺傳RNA甲基化 - 知乎 (zhihu.com)