隨著首個RNA修飾N6-甲基腺嘌呤(m6A)的去修飾酶FTO的發現,RNA表觀遺傳學/表觀轉錄組學開始興起并成為表觀遺傳學新的研究熱點。m6A作為首個被發現的可逆RNA修飾,廣泛存在于mRNA,依賴修飾酶、去修飾酶和結合蛋白發揮調控功能。已發現m6A具有調控mRNA剪接、出核、穩定性和蛋白翻譯等功能,可以參與發育、配子發生、細胞重編程、生物節律、疾病等多種生理和病理過程的功能調控。為了更好地研究m6A生物功能和臨床病理研究,開發m6A高通量測序技術一直是研究的熱點。
現有m6A測序技術主要依賴于m6A抗體富集技術,包括低分辨率的m6A-seq/MeRIP-seq和聯用iCLIP或PAR-CLIP技術的高分辨率m6A測序技術miCLIP 或PA-m6A-seq。抗體存在對特定RNA序列或結構的潛在非特異性結合,為了解決抗體方法的種種問題,研究者們做出了各種嘗試,近期開發了兩類無需抗體的m6A測序技術,一類為利用對特定甲基化序列(m6ACA)敏感的RNA核酸內切酶MazF輔助的測序方法(m6A-REF-seq or MAZTER-seq),此類方法只能檢測16~25%的m6A位點;另一種是在細胞內表達融合m6A-binding domain(YTH)與胞嘧啶脫氨酶(APOBEC1)的融合蛋白實現的m6A測序(DART-seq),但該方法依賴于細胞轉染效率且受限于體外樣品的使用。
賈桂芳課題組一直致力于開發和利用核酸化學生物學技術研究RNA化學修飾在動植物中的生物功能研究。在本課題中,賈桂芳課題組巧妙地利用m6A的去甲基酶FTO蛋白作為催化劑,將mRNA上化學惰性的m6A轉化為高反應活性的中間態產物N6-羥甲基腺嘌呤(hm6A),然后利用二硫蘇糖醇(DTT)的巰基與hm6A發生亞胺1,2加成反應,將不穩定的hm6A轉化為更穩定的巰基加成產物dm6A。dm6A上的自由巰基可以與甲烷硫代磺酸(methanethiosulfonate,MTSEA)快速反應,實現在mRNA上m6A的位置標記生物素Biotin,最終可被鏈霉親和素珠捕獲,從而富集含有m6A修飾的RNA片段供后續高通量測序使用。
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