m6A甲基化研究思路設計方法
來源/作者:普拉特澤生物-醫(yī)學整體課題外包
今天,我們來著眼于國自然熱點-表觀遺傳調(diào)控相關的文獻,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的化學修飾現(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,干細胞更新,脂肪分化等過程息息相關,因此,RNA甲基化已成為科研中一個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甲基化這一熱點問題的研究情況吧!在pubmed數(shù)據(jù)庫中輸入“RNA Methylation”,文章數(shù)量為44095篇,并在近10年來研究勢頭居高不下。
從國自然立項情況來看,近十年來,立項項目的數(shù)目也一直在穩(wěn)步增長的狀態(tài)。
既然m6A甲基化熱度不減。
那么,究竟如何檢測m6A?
整體思路如何設計?
我們跟著今天介紹的這篇SCI一起來學習學習吧。
文獻題目是: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,進而影響結直腸癌的進展。
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顯著高于正常組織(Figure 1A - 1C),同時MeCP2 mRNA表達的升高與預后較差相關(Figure 1D),TCGA數(shù)據(jù)總生存率分析亦顯示高MeCP2表達與預后較差呈正相關(Figure 1E)。以上結果說明:CRC腫瘤樣本中MeCP2表達增加,與預后差相關,MeCP2可能是CRC的致癌基因。
二、MeCP2促進CRC的轉(zhuǎn)移、減弱CRC細胞的m6A水平
為了進一步確定MeCP2在CRC中的生物學作用,作者在HT29、HCT8和SW620細胞中敲低了MeCP2基因(Figure 2A and 2B),HCT116、RKO、DLD1細胞中過表達MeCP2基因(Figure 2E and 2F)。Transwell實驗發(fā)現(xiàn),敲低MeCP2后,細胞的侵襲和遷移能力顯著降低(Figure 2C and 2D),相反,過表達MeCP2后,細胞的侵襲和遷移能力顯著提高(Figure 2G and 2H)。m6A斑點實驗和免疫組化實驗顯示敲低MeCP2基因后細胞m6A整體水平顯著上調(diào)(Figure 2I and 2J)。相反,過表達MeCP2后,細胞整體m6A水平顯著下調(diào)(Figure 2K and 2L)。綜上,MeCP2抑制CRC細胞的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,那么是哪一個m6A相關的基因與其存在相互作用呢?作者的COIP和WB實驗發(fā)現(xiàn)MeCP2僅與METTL14存在相互作用,而與其他m6A相關酶無互作(Figure 3A -3D)。但是MeCP2、METTL14和METTL3之間存在比較復雜的相互作用(Figure 3E)。之后WB實驗證實,在293T細胞中,METTL14截斷蛋白與MeCP2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)定的二級結構。作者猜測,這是這種結構的靈活性使MeCP2能夠與METTL14相互作用。而接下來的免疫熒光實驗發(fā)現(xiàn)顯示MeCP2和METTL14在細胞核內(nèi)重合(Figure 3G)。同時,MeCP2的過表達影響METTL3的蛋白表達水平,但是卻不影響其轉(zhuǎn)錄水平的表達(Figure 3H and 3I)。
綜上,這些結果有力地證實了MeCP2對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可以抑制結腸直腸癌的腫瘤轉(zhuǎn)移。故,作者重點研究METTL14在CRC進展和腫瘤發(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的表達與預后較差有關(Figure 4A)。在HCT116和RKO細胞中穩(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實驗證實表觀遺傳RNA甲基化 - 知乎 (zhihu.com)