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易基因:MeRIP-seq等揭示m6A甲基化修飾對抗病毒基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制|Cell Rep

 深圳易基因科技 2023-04-20 發(fā)布于廣東

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2021年03月02日,杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的分子遺傳學(xué)和微生物學(xué)系Stacy M. Horner教授團隊在《Cell Reports》(IF: 9.995)雜志發(fā)表了題為“Post-transcriptional regulation of antiviral gene expression by N6-methyladenosine”的研究論文,研究通過MeRIP-seq(m6A-seq)等實驗揭示了m6A在抗病毒限制的I型干擾素(interferon,IFN)響應(yīng)期間對IFN刺激基因(IFN-stimulated genes ,ISG)翻譯的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制。

標(biāo)題:Post-transcriptional regulation of antiviral gene expression by N6-methyladenosine

時間:2021.03.02

期刊:Cell Reports

影響因子:IF 9.995

技術(shù)平臺:MeRIP-seq、RNA-seq、Ribo-seq、MeRIP-qRT-PCR、熒光素酶活性分析實驗等

研究摘要

I型干擾素(interferon,IFN)通過誘導(dǎo)數(shù)百種IFN刺激基因(ISG)來響應(yīng)病毒感染,必須調(diào)節(jié)這些ISG的誘導(dǎo)以實現(xiàn)有效和可調(diào)控的抗病毒感染響應(yīng),但這些基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制尚不明確。本研究首先鑒定了RNA堿基修飾N6-甲基腺苷(m6A)在ISG調(diào)控中的作用,通過Ribo-seq和定量質(zhì)譜法結(jié)合m6A免疫沉淀測序(MeRIP-seq)分析,鑒定出包含IFITM1的ISG亞群,其翻譯通過m6A和m6A甲基轉(zhuǎn)移酶蛋白METTL3和METTL14增強。研究進(jìn)一步表明m6A識別蛋白(readers)YTHDF1以m6A結(jié)合依賴性方式上調(diào)IFITM1表達(dá),且m6A甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合體可以促進(jìn)I型IFN的抗病毒活性??傊狙芯勘砻鱩6A在抗病毒限制的I型IFN響應(yīng)期間對ISG翻譯的轉(zhuǎn)錄調(diào)控中發(fā)揮作用。

實驗結(jié)果

(1)METTL3/14調(diào)節(jié)某些ISG的翻譯

IFN-β通過誘導(dǎo)ISG轉(zhuǎn)錄形成對病毒感染的響應(yīng)。為研究m6A是否調(diào)節(jié)I型IFN響應(yīng),本研究對Huh7細(xì)胞中m6A甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合體METTL3/14缺失后,IFN-β誘導(dǎo)的幾種具有抗病毒功能的ISG表達(dá)進(jìn)行檢測。在METTL3/14敲除后,IFN-β誘導(dǎo)的ISG IFITM1和MX1蛋白表達(dá)降低(圖1A),同時在A549細(xì)胞、原代新生兒人真皮成纖維細(xì)胞(NHDF)和Huh7細(xì)胞中IFN-β處理后的多個時間點(8h、16h和24h)觀察到相似結(jié)果;但MX1蛋白水平在A549和NHDF細(xì)胞中的影響不如在Huh7細(xì)胞中強烈。而為響應(yīng)IFN-β,METTL3/14過表達(dá)增加了Huh7細(xì)胞中的IFITM1和MX1豐度,但沒有增加ISG15和EIF2AK2的豐度(圖1B)。METTL3/14調(diào)節(jié)的ISG IFITM1和MX1在沒有IFN-β的情況下不表達(dá),表明METTL3/14動態(tài)變化對內(nèi)源性IFN-β的任何混雜效應(yīng)可以忽略不計(圖1A和1B)。

圖1:METTL3/14調(diào)節(jié)某些ISG的翻譯

(A-B)在模擬或IFN-β(24h)處理之前,用siRNA轉(zhuǎn)染METTL3/14(M3/14)或?qū)φ眨–TRL)(A)或穩(wěn)定過表達(dá)FLAG-METTL14(M3/14OE;上箭頭表示FLAG-METTL14;下箭頭表示內(nèi)源性METTL14)(B)的Huh7細(xì)胞提取物的免疫印跡分析。相對于非靶向?qū)φ眨╯iCTRL)+IFN-β(A)或WT+IFN-(B),對A和B中4個重復(fù)的相對ISG表達(dá)進(jìn)行定量。

(C-E)用CTRL或METTL3/14 siRNA轉(zhuǎn)染后經(jīng)IFN-β處理的Huh7細(xì)胞提取物中分離24個蔗糖梯度級分中的IFITM1(C)、MX1(D)和GAPDH(E)mRNA相對百分比qRT-PCR分析。未初始化(游離、40S和60S亞基)、初始化(80S)、低分子量或高分子量多核糖體。右邊的圖表顯示了IFITM1、MX1或GAPDH組合級分中的mRNA百分比。將各部分的百分比相加得出各類別的總百分比。

數(shù)值為4個生物學(xué)重復(fù)(A和B)的平均值±SEM,3個技術(shù)重復(fù)平均值±SD,表示3個實驗(C–E,左圖)和3個生物學(xué)重復(fù)的平均值±SEM(C–E,右圖)。*非配對Student's t檢驗(A和B)和Sidak多重比較檢驗的雙向方差分析(C–E),*p<0.05,***p<0.01,***p<0.005,ns,不顯著。

為研究METTL3/14如何調(diào)節(jié)某些ISG的蛋白水平,研究首先分析METTL3/14缺失是否導(dǎo)致ISG mRNA對IFN-β響應(yīng)減少。同時,在IFN-β處理后使用RNA測序(RNA-seq),結(jié)果顯示METTL3/14缺失對核心ISG的mRNA表達(dá)豐度影響很小,表明ISG RNA穩(wěn)定性不受METTL3缺失的影響。

由于METTL3/14缺失導(dǎo)致IFITM1和MX1蛋白減少而不影響其轉(zhuǎn)錄水平,本研究分析METTL3/14是否調(diào)節(jié)其蛋白穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明METTL3/14不能檢測到Huh7細(xì)胞中這些ISG的出核或蛋白質(zhì)穩(wěn)定性。

為了檢測METTL3/14是否調(diào)節(jié)IFITM1翻譯,作者檢測了其在對照細(xì)胞或IFN-β處理后METTL3/14缺失的細(xì)胞中的多核糖體(polysome)百分比。結(jié)果顯示METTL3/14缺失不改變總多核糖體水平,但METTL3/14缺失會導(dǎo)致80S級分中IFITM1 mRNA水平較低,且從重多核糖體級分轉(zhuǎn)換為輕多核糖體級分(圖1C),表明METTL3/14缺失后IFITM1翻譯受損。另外,在MX1(圖1D)中也觀察到類似但不太明顯的變化,但在GAPDH(圖1E)中沒有觀察到。總之結(jié)果表明,METTL3/14調(diào)節(jié)某些ISG的翻譯,如IFITM1和MX1。

(2)METTL3/14調(diào)節(jié)的ISG被m6A修飾

為確定METTL3/14調(diào)節(jié)的ISG IFITM1和MX1以及其他ISG是否被m6A修飾,研究通過使用甲基化RNA免疫沉淀測序(MeRIP-seq)在Huh7細(xì)胞中繪制了IFN誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄組m6A圖譜,在鑒定出ISG后,將m6A免疫沉淀后reads覆蓋率的peaks,與使用MeTDiff m6A peaks calling的input進(jìn)行比較。結(jié)果顯示mRNA peaks在編碼序列末端和3′UTR起始位點富集(圖2A)。peaks內(nèi)最富集的RNA序列motif為[U/A]GGAC,這與DRAmC已知m6A motif匹配(圖2A)。約85%的ISG(分類為IFN后上調(diào)超過4倍的ISG)被m6A修飾,而Huh7細(xì)胞表達(dá)轉(zhuǎn)錄組中比例為74%(平均覆蓋率≥10)(圖2B)。該結(jié)果與先前的研究一致,該研究發(fā)現(xiàn)ISG以與轉(zhuǎn)錄組相似的百分比進(jìn)行m6A修飾。m6A修飾的ISG百分比在其他類別的ISG中相似,包括脊椎動物中進(jìn)化保守的“核心”ISG和具有已知抗病毒功能的核心ISG的14個亞群(圖2B)。接下來,利用MeRIP-seq數(shù)據(jù)生成了IFITM1、MX1、ISG15和EIF2AK2圖,并使用m6A peaks calling 方法MeTDiff和meRIPPer揭示METTL3/14調(diào)節(jié)基因IFITM1和MX1具有m6A peaks(圖2C和2D),而ISG15和EIF2AK2沒有m6A peaks(圖2E和2F),這些圖表明ISG15的3'UTR也可能包含m6A位點(圖2E)。將MeRIP-seq實驗中ISG的m6A狀態(tài)與已發(fā)表的研究數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,比較結(jié)果顯示在所有研究中核心抗病毒ISG的m6A狀態(tài)預(yù)測一致。dsDNA處理有效地激活I(lǐng)FN產(chǎn)生并誘導(dǎo)本實驗中發(fā)現(xiàn)的相同核心抗病毒ISG的m6A修飾。HCMV感染也導(dǎo)致某些ISG的m6A修飾,這種病毒編碼抑制IFN信號因子;因此ISG可能不像dsDNA或IFN-β處理那樣強烈誘導(dǎo)。m6A在許多ISG上的存在表明m6A可以調(diào)節(jié)抗病毒I型IFN響應(yīng)。

圖2:METTL3/14調(diào)節(jié)的ISG由m6A修飾

(A) 在IFN-β處理(8h)后,轉(zhuǎn)錄組范圍內(nèi)的m6A分布Metagene圖,繪制了具有統(tǒng)計學(xué)意義的peaks 中DRACH motif位點相對位置,以及peaks中最富集的motif。

(B) 在表達(dá)的轉(zhuǎn)錄組中由m6A修飾的基因百分比,響應(yīng)于IFN-β處理(ISG)的mRNA誘導(dǎo)≥4倍的基因,脊椎動物中保守的核心ISG,或具有抗病毒功能的核心ISG亞群。

(C-F)在IFITM1(C)、MX1(D)、ISG15(E)和EIF2AK2(F)轉(zhuǎn)錄本中MeRIP(紅色)和input(黑色)reads覆蓋圖。生物學(xué)重復(fù)的差異由reads覆蓋范圍周圍的紅色和黑色陰影表示,灰色陰影表示編碼序列,黃色陰影表示由MeTDiff和meRIPPer的m6A peaks calling軟件。所有分析均在3個生物學(xué)重復(fù)上進(jìn)行。

(3)IFITM1在3′UTR中的m6A修飾增強了其翻譯

m6A增強了某些mRNA的翻譯。具體而言,m6A識別蛋白(readers)YTHDF1在3′UTR內(nèi)識別m6A,并與真核翻譯起始因子(如eIF3)結(jié)合,以增強m6A修飾轉(zhuǎn)錄本的翻譯。為METTL3/14對ISG的翻譯調(diào)節(jié)是否是通過m6A誘導(dǎo),研究使用IFITM1作為METTL3/14調(diào)節(jié)的ISG模型。首先確定METTL3/14缺失對IFITM1 m6A修飾的影響。MeRIP-qRT-PCR結(jié)果表明IFITM1 mRNA在m6A陰性ISG EIF2AK2和m6A陰性合成RNA中富集,證實其含有m6A。METTL3/14缺失降低了IFITM1 mRNA的m6A富集,但沒有降低m6A陰性EIF2AK2轉(zhuǎn)錄本或m6A陰性合成RNA的富集(圖3A和3B),數(shù)據(jù)表明IFITM1是由METTL3/14修飾的m6A。

圖3:IFITM1在 3'UTR中的m6A修飾增強了翻譯

(A) 在用siCTRL或METTL3/14 siRNA處理并摻入m6A陰性(NEG)寡核苷酸的Huh7細(xì)胞中,由IFN-β(8h)誘導(dǎo)的ISG的相對m6A水平的代表性MeRIP qRT-PCR分析。

(B) A中5個生物學(xué)重復(fù)每個基因的相對富集百分比,歸一化為siCTRL。

(C) 野生型(WT)和突變型ISRE-m6A缺失的Renilla熒光素酶(R-Luc)IFITM1 3'UTR報告基因示意圖,該報告基因也從單獨的啟動子表達(dá)m6A缺失的螢火蟲熒光素酶(F-Luc)。

(D)經(jīng)IFN-β(8h)處理的轉(zhuǎn)染Huh7細(xì)胞的WT和m6A-mut IFITM1 3'UTR報告RNA的相對m6A水平的MeRIP-qRT-PCR分析。

(E)用siRNA轉(zhuǎn)染的Huh7(24h)、然后進(jìn)行報告基因轉(zhuǎn)染(24h)和用IFN-β處理(8h)的WT和m6A-mut IFITM1 3'UTR報告基因RNA的相對m6A水平的MeRIP-qRT-PCR分析,。

(F) 報告基因轉(zhuǎn)染(24h)和IFN-β處理(8h)后,在Huh7細(xì)胞中歸一化為HPRT1的WT和m6A-mut IFITM1 3'UTR報告基因mRNA表達(dá)的qRT-PCR分析。

(G) IFN-β誘導(dǎo)的WT和m6A-mut IFITM1 3′UTR報告基因中的相對螢光素酶活性(R-Luc/F-Luc)(相對于模擬8h)。

在鑒定出IFITM1是m6A修飾之后,接下來生成了一個熒光素酶報告基因,其中包含IFN刺激的響應(yīng)元件(ISRE)-啟動子驅(qū)動的Renilla螢光素酶,所有DRAC motif被敲除(m6A-null R-Luc),然后與野生型(WT)IFITM1 3′UTR或類似的3′UTR序列結(jié)合,IFITM1中3′UTR m6A peaks中的四個推定m6A motif從A→G轉(zhuǎn)換(m6A-mut)(圖3C)。分析數(shù)據(jù)結(jié)果表明, METTL3/14通過向3'UTR添加m6A修飾來調(diào)節(jié)IFITM1翻譯,并且IFITM1 3'UTR內(nèi)的m6A修飾足以增強其翻譯。

(4)YTHDF1以m6A依賴性方式增強IFITM1蛋白表達(dá)

為檢測YTHDF1是否誘導(dǎo)m6A對ISG的翻譯促進(jìn)作用,研究人員在Huh7細(xì)胞中穩(wěn)定過表達(dá)YTHDF1(H7Y1)或m6A結(jié)合缺陷型YTHDF1蛋白(H7Y1mut)并分析其相對于親本Huh7細(xì)胞(H7)在24h后IFN誘導(dǎo)的ISG表達(dá)。YTHDF1過表達(dá)增加響應(yīng)IFN-β的IFITM1蛋白表達(dá),而m6A結(jié)合缺陷型YTHDF1蛋白(H7Y1mut)的過表達(dá)不增加IFITM1豐度(圖4A和4B)。且野生型(WT)和突變型YTHDF1過表達(dá)不會顯著影響IFN-β處理后的IFITM1 mRNA水平,表明YTHDF1不直接調(diào)控IFN信號或IFITM1 mRNA穩(wěn)定性(圖4C)。YTHDF1過表達(dá)顯著改變IFN誘導(dǎo)的含m6A的ISG MX1表達(dá),或不含m6A的ISG ISG15和EIF2AK2表達(dá)(圖4A和4B)。而在IFN-β處理后,YTHDF1缺失會導(dǎo)致IFITM1蛋白表達(dá)降低,但MX1、ISG15和EIF2AK2未受影響(圖4D)。另外,WT YTHDF1與IFITM1、MX1、ISG15和m6A陽性對照SON的轉(zhuǎn)錄本結(jié)合,而m6A結(jié)合缺陷型YTHDF1突變蛋白則沒有結(jié)合。含有非m6A的mRNA EIF2AK2和RPL30不與任一蛋白結(jié)合(圖4E和4F)。總之,這些結(jié)果表明YTHDF1與IFITM1 mRNA上的m6A結(jié)合,且通過其m6A結(jié)合活性增強其翻譯是必要和充分的。YTHDF1與ISG15 mRNA明顯的m6A依賴性結(jié)合表明ISG15 mRNA實際上是m6A修飾。在ISG15 mRNA的input reads與MeRIP-seq reads的關(guān)聯(lián)圖揭示了其3'UTR中m6A富集的潛在區(qū)域(圖2E)。因此,YTHDF1在促進(jìn)翻譯中具有轉(zhuǎn)錄本特異性作用,因為它結(jié)合了IFITM1、MX1和ISG15的轉(zhuǎn)錄本,但其過表達(dá)僅足以顯著增加IFITM1的蛋白生成。

圖4:YTHDF1以m6A依賴性方式增強IFITM1蛋白表達(dá)

(A) 在模擬或IFN-β(24h)處理后穩(wěn)定過表達(dá)FLAG-YTHDF1 WT(Huh7Y1)或FLAG-YTHDF1 W465A(Huh7Y1mut)的Huh7細(xì)胞提取物的免疫印跡分析。

(B) A的3個獨立實驗中IFN-β處理后ISG表達(dá)定量,歸一化為總蛋白并相對于siCTRL繪圖。

(C) 在IFN-β(24h)處理后穩(wěn)定過表達(dá)FLAG-YTHDF1 WT(Huh7Y1)或W465A(Huh7Y1mut)的Huh7細(xì)胞中歸一化為HPRT1的ISG mRNA表達(dá)的qRT-PCR分析。

(D) 在模擬或IFN-β(24h)處理之前,用siRNA轉(zhuǎn)染YTHDF1(siY1)或siCTRL的Huh7細(xì)胞提取物的免疫印跡分析。數(shù)據(jù)代表3個獨立的生物學(xué)實驗。

(E) 與IFN-β(8h)處理后Huh7細(xì)胞的FLAG-GFP相比,F(xiàn)LAG-YTHDF1 WT(Y1)或W465A(Y1mut)的免疫沉淀(IP)后mRNA富集的qRT-PCR分析。將IP值歸一化為input值并繪制為GFP的倍數(shù)富集。

(F) E中使用的FLAG免疫沉淀和input級分的免疫印跡分析。

(5)METTL3/14和m6A促進(jìn)ISG亞群的翻譯

為鑒定蛋白表達(dá)受METTL3/14調(diào)節(jié)的其他ISG,使用基于定量質(zhì)譜的蛋白質(zhì)組學(xué)和氨基酸穩(wěn)定同位素標(biāo)記(SILAC)來比較IFN-β處理后siCTRL和siMETTL3/14細(xì)胞的蛋白質(zhì)組。與siCTRL相比,siMETTL3/14對蛋白豐度的影響集中在大多蛋白質(zhì)的對數(shù)比為0,表明METTL3/14缺失對IFN-β處理后的蛋白質(zhì)水平?jīng)]有整體影響。在先前的RNA-seq實驗中,將ISG定義為通過IFN-β處理上調(diào)>2倍的基因來確定哪些蛋白是ISG。盡管質(zhì)譜法檢測ISG有限(n=18),但鑒定出一些METTL3/14調(diào)節(jié)的ISG(圖5A;MS)。METTL3/14缺失后,大多數(shù)這些ISG的蛋白表達(dá)降低,且這些ISG包括先前鑒定的m6A修飾的IFITM1(對應(yīng)于IFITM1/2/3的肽)和MX1,以及其他抗病毒ISG如OAS2和不同的HLA-C鏈(圖5A),均由m6A修飾。通過將這些數(shù)據(jù)與之前的RNA-seq實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,結(jié)果表明METTL3/14對這些ISG蛋白水平的影響不由其mRNA表達(dá)調(diào)節(jié)來確定,因為METTL3/14缺失后,本實驗中在蛋白水平上降低的ISG的mRNA豐度沒有降低,表明翻譯調(diào)控如先前對IFITM1和MX1的多核糖體分析所表明結(jié)果一致(圖1C和1D;圖5A,RNA)。并非所有通過質(zhì)譜法鑒定的m6A修飾的ISG都受METTL3/14缺失調(diào)節(jié)(圖5A;m6A),表明METTL3/14和m6A調(diào)節(jié)ISG的亞群并支持其蛋白表達(dá)。

圖5:METTL3/14調(diào)節(jié)ISG亞群的翻譯

(A) 3列熱圖顯示了IFN-β處理后METTL3/14缺失對Huh7細(xì)胞中ISG表達(dá)的影響。第一列顯示定量質(zhì)譜法檢測蛋白質(zhì)估計值的log2倍變化(siMETTL3/14與siCTRL + IFN-β 24 h;n=2個生物學(xué)重復(fù))。第二列顯示獨立RNA-seq實驗(siMETTL3/14與siCTRL + IFN-β 8 h;n=3個生物學(xué)重復(fù))的mRNA reads的log2倍變化。第三列顯示MeRIP-seq數(shù)據(jù)的m6A狀態(tài)(+表示m6A陽性;-表示m6A陰性)(+IFN-β 8h;n=3個生物學(xué)重復(fù))?;虬≧NA-seq的IFN誘導(dǎo)超過2倍的任何ISG,這些ISG也可以通過質(zhì)譜法檢測到,其他圖中的ISG以粗體顯示。由于IFITM1/2/3相似,因此使用此表示法表示從該蛋白質(zhì)家族中檢測到的肽;RNA-seq倍數(shù)變化和m6A狀態(tài)對應(yīng)于帶下劃線的數(shù)字,調(diào)整后*p<0.05。

(B) METTL3/14缺失對ISG表達(dá)影響的四象限散點圖。y軸是Ribo-seq的核糖體保護片段的log2倍變化(siMETTL3/14超過siCTRL),x軸是來自獨立RNA-seq實驗的mRNA讀數(shù)的log2倍變化(siMETTL3/14與siCTRL)。m6A修飾(藍(lán)色)或m6A陰性(灰色)基因。對其他圖中的ISG進(jìn)行了標(biāo)記。

(6)METTL3/14增強了IFN響應(yīng)的抗病毒作用

METTL3/14在I型IFN響應(yīng)期間增強ISG亞群表達(dá),表明它可能是最佳抗病毒所必需。研究人員檢測了METTL3/14動態(tài)變化后I型IFN限制負(fù)義鏈RNA病毒水泡性口炎病毒(vesicular stomatitis virus,VSV)感染的能力。VSV基因組包含了m6Am帽修飾,但由于這種修飾沉積不受METTL3/14調(diào)控,因此VSV復(fù)制可能不會受到METTL3/14動態(tài)變化的直接影響,而對VSV復(fù)制的任何影響可能由宿主轉(zhuǎn)錄本的甲基化介導(dǎo)。通過使用小干擾RNA(siRNA)或過表達(dá)來干擾METTL3/14的表達(dá),然后使用顯微鏡在存在和不存在低劑量IFN-β預(yù)處理(6h;40U/mL)的情況下,檢測感染后6小時被VSV感染的細(xì)胞百分比。在感染后早期時間點檢測VSV感染,可以在感染直接誘導(dǎo)的ISG細(xì)胞上調(diào)之前檢測到病毒復(fù)制。結(jié)果顯示,在沒有IFN-β預(yù)處理的情況下,任何條件下都沒有看到VSV誘導(dǎo)ISG(圖6A和6B)。通過免疫印跡或定量感染細(xì)胞百分比分析來檢測VSV復(fù)制,在沒有IFN-β處理情況下,METTL3/14缺失或過表達(dá)沒有變化(圖6)。在IFN-β預(yù)處理后,METTL3/14缺失導(dǎo)致METTL3/14調(diào)節(jié)的ISG表達(dá)降低(圖6A),而METTL3/14過表達(dá)則上調(diào)其表達(dá)(圖6B)。盡管IFN-β預(yù)處理減少了VSV病毒復(fù)制,但METTL3/14缺失降低了IFN-β限制VSV的能力,而METTL3/14過表達(dá)則會增強IFN介導(dǎo)的VSV限制(圖6)??傊@些數(shù)據(jù)表明METTL3/14增強了I型IFN的抗病毒特性,是有效IFN介導(dǎo)的抗病毒響應(yīng)所必需的。

圖6:METTL3/14增強了I型IFN響應(yīng)的抗病毒作用

(A-B) 用siRNA(A)轉(zhuǎn)染或穩(wěn)定過表達(dá)FLAG-METTL14的Huh7細(xì)胞提取物的代表性免疫印跡分析(n=3),其也增強METTL3表達(dá)(M3/14OE);用IFN-β(6h)或模擬物處理,然后進(jìn)行VSV感染(MOI=2;6h)(B)。箭頭表示FLAG-METTL14(上)和內(nèi)源性METLL14(下)。

(C-D) 用siCTRL或METTL3/14 siRNA(C)或穩(wěn)定過表達(dá)FLAG-METTL14(METTL3/14OE;D)處理的Huh7細(xì)胞的代表性顯微圖,這些細(xì)胞用IFN-β預(yù)處理(6h),然后進(jìn)行VSV感染(MOI=2;6h),對3個獨立實驗感染的細(xì)胞百分比進(jìn)行定量,每個條件5個視野,每個視野>150個細(xì)胞,歸一化為未經(jīng)IFN處理的siCTRL或WT,如右圖所示。比例尺:100μm。

關(guān)于易基因RNA m6A甲基化測序(MeRIP-seq)技術(shù)

易基因MeRIP-seq技術(shù)利用m6A特異性抗體富集發(fā)生m6A修飾的RNA片段(包括mRNA、lncRNA等rRNA去除所有RNA),結(jié)合高通量測序,可以對RNA上的m6A修飾進(jìn)行定位與定量,總RNA起始量可降低至10μg,最低僅需1μg總RNA。廣泛應(yīng)用于組織發(fā)育、干細(xì)胞自我更新和分化、熱休克或DNA損傷響應(yīng)、癌癥發(fā)生與發(fā)展、藥物響應(yīng)等研究領(lǐng)域;可應(yīng)用于動物、植物、細(xì)胞及組織的m6A檢測。

大樣本量m6A-QTL性狀關(guān)聯(lián)分析,傳統(tǒng)MeRIP單個樣品價格高,通常難以承擔(dān)。易基因開發(fā)建立MeRIP-seq2技術(shù),顯著提成IP平行性,實現(xiàn)不同樣本間相對定量,降低檢測成本。

易基因提供適用于不同科研需求的MeRIP技術(shù):

  • m6A甲基化-常量mRNA 甲基化測序(MeRIP-seq)

  • m6A甲基化-常量mRNA +lncRNA甲基化測序(lnc-MeRIP-seq)

  • m6A甲基化-微量mRNA +lncRNA甲基化測序(Micro-lnc-MeRIP-seq)

  • 高通量m6A甲基化-常量mRNA甲基化測序(MeRIP-seq2)

技術(shù)優(yōu)勢:

  • 起始量低:樣本起始量可降低至10-20μg,最低僅需1μg總RNA;

  • 轉(zhuǎn)錄組范圍內(nèi):可以同時檢測mRNA和lncRNA;

  • 樣本要求:可用于動物、植物、細(xì)胞及組織的m6A檢測;

  • 重復(fù)性高:IP富集重復(fù)性高,最大化降低抗體富集偏差;

  • 應(yīng)用范圍廣:廣泛應(yīng)用于組織發(fā)育、干細(xì)胞自我更新和分化、熱休克或DNA損傷響應(yīng)、癌癥的發(fā)生與發(fā)展、藥物響應(yīng)等研究領(lǐng)域。

研究方向:

m6A甲基化目前主要運用在分子機制的理論性研究

  • 疾病發(fā)生發(fā)展:腫瘤、代謝疾?。ㄈ绶逝?糖尿?。?、神經(jīng)和精神疾?。ㄈ绨柶澓DY/抑郁癥)、炎癥…

  • 發(fā)育和分化:早期胚胎發(fā)育、個體/組織/器官生長發(fā)育、干細(xì)胞分化與命運決定、衰老

  • 環(huán)境暴露與響應(yīng):污染、抗逆、生活方式

關(guān)于m6A甲基化研究思路

(1)整體把握m6A甲基化圖譜特征:m6A peak數(shù)量變化、m6A修飾基因數(shù)量變化、單個基因m6A peak數(shù)量分析、m6A peak在基因元件上的分布、m6A peak的motif分析、m6A peak修飾基因的功能分析

(2)篩選具體差異m6A peak和基因:差異m6A peak鑒定、非時序數(shù)據(jù)的分析策略、時序數(shù)據(jù)的分析策略、差異m6A修飾基因的功能分析、差異m6A修飾基因的PPI分析、候選基因的m6A修飾可視化展示

(3)m6A甲基化組學(xué)&轉(zhuǎn)錄組學(xué)關(guān)聯(lián)分析:Meta genes整體關(guān)聯(lián)、DMG-DEG對應(yīng)關(guān)聯(lián)、m6A修飾目標(biāo)基因的篩選策略

(4)進(jìn)一步驗證或后期試驗

易基因科技提供全面的RNA甲基化研究整體解決方案,詳詢0755-28317900。

參考文獻(xiàn):

McFadden MJ, McIntyre ABR, Mourelatos H, Abell NS, Gokhale NS, Ipas H, Xhemal?e B, Mason CE, Horner SM. Post-transcriptional regulation of antiviral gene expression by N6-methyladenosine. Cell Rep. 2021 Mar 2;34(9):108798.

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