Fundamental Research | 周翔院士：化学标记检测m6A存在的机遇与挑战
Fundamental Research 2022年第2卷第1期封面
化学标记检测m6A存在的机遇与挑战
关键词：表观遗传修饰，N6-甲基腺嘌呤，化学标记，高通量测序， 单碱基分辨率
近年来，RNA化学修饰的研究引起了广泛的关注。已经有170余种RNA修饰碱基被鉴定，其中N6-甲基腺嘌呤 (m6A) 是哺乳动物细胞mRNA中最为丰富的化学修饰之一，目前在其生物学功能方面的研究较为透彻。m6A几乎影响了RNA代谢的每个过程，包括剪接、出核、翻译和降解等。这些研究成果都得益于检测和测序技术的发展。基于m6A抗体免疫沉淀的高通量测序技术（m6A-seq或MeRIP-seq）是最常用的，但该方法只能提供（100-200）个核苷酸的分辨率。而了解细胞内甲基化的机制和功能需要更高的分辨率。目前已知m6A单碱基测序方法包括抗体/RNA光交联法（miCLIP）和m6A结合蛋白融合碱基编辑蛋白法（DART-seq）。这些方法虽然促进了该领域的发展，但它们大多都是间接检测m6A。
m6A的化学惰性使得化学标记m6A存在困难，但也提供了一些机会。采用m6A-label-seq高通量测序方法，通过细胞代谢对整个转录组的m6A位点进行标记，标记的位点可以产生化学处理诱导的逆转录碱基突变，从而实现单碱基分辨率的检测。m6A-seal是一种不借助抗体检测的标记富集方法。在这种方法中，利用m6A去甲基化酶FTO将惰性m6A氧化为高活性中间体N6-羟甲基腺嘌呤(hm6A)，二硫苏糖醇与hm6A发生反应，将不稳定的hm6A转化为更稳定的巯基加成产物dm6A。dm6A上的游离巯基可与甲硫代磺酸盐快速反应，使mRNA上m6A的位置被生物素标记，最终被链霉亲和素磁珠捕获，从而富集含有m6A修饰的RNA片段，用于后续的高通量测序。
这些化学标记方法有效地解决了不依赖抗体实现富集和单碱基分辨的技术难题，有希望取代MeRIP-seq技术。
图1. m6A-SEAL示意图。
以上内容节选自期刊Fundamental Research 2022年第1期发表的文章“Y. Wang, W. Yang, X. Zhou, Chemical labelling for m6A detection: opportunities and challenges, Fundamental Research 2(1)(2022) 56-58”。
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主要作者简介
周 翔 中国科学院院士，武汉大学化学与分子科学学院教授。研究领域是核酸化学生物学。先后承担国家杰出青年科学基金项目、创新研究群体项目以及科技部973项目等。在Acc. Chem. Res.、 Chem. Soc. Rev.、 Nat. Chem. Biol.、 Nat. Commun.、 Sci. Adv.、 Chem、 JACS、 Angew. Chem., Int. Ed.、 Nucleic Acids Res. 等期刊上发表论文260余篇。
王雅芬 武汉大学化学与分子科学学院博士后。研究方向包括核酸修饰的检测及其与疾病的关系。获国家自然科学基金、中国博士后创新人才支持计划、中国博士后科学基金、湖北省博士后择优计划等项目资助，以第一作者／并列第一作者发表SCI论文20余篇。
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