RNA m6A甲基化修饰的研究进展

RNA m⁶A甲基化修饰是发生在RNA腺嘌呤（A）第6位N原子上的一种转录后修饰方式。它是由甲基转移酶和去甲基酶以及识别蛋白所催化的一种动态可逆的修饰方式,具有重要的调控功能。本文综述了m⁶A甲基化的发现、相关酶的作用以及在生命过程中的重要功能,以期对未来研究m⁶A在牛的遗传育种方面的调控作用提供重要的理论支持。     

m6A修饰及其生殖调控功能研究进展

N6-甲基腺苷(N6-methyladenosine,m6A)修饰是指mRNA中腺苷酸(A)的第六位氮原子处发生甲基化,m6A修饰是生物mRNA中最广泛存在的内部修饰.m6A修饰通过调节RNA代谢、稳定性、翻译、降解以及选择性剪接来发挥生物学功能,在细胞分化、生物节律、生殖生理、肿瘤发生等方面起到调控作用.本文综述了目...     

RNA甲基化修饰m~6A在动物中的研究进展

DNA、RNA和蛋白质的化学修饰都是表观遗传学重要的研究内容,近年来,随着科学技术的快速发展,基于DNA和蛋白质修饰研究基础,RNA甲基化研究在表观遗传领域已成为前沿的研究热点。在150余种RNA化学修饰中,RNA甲基化修饰约占60%以上,广泛分布于各种类型的RNA中,各种甲基化修饰在细胞内行使着不同的生物学功能,其中RNA甲基化修饰m~6A是最常见、最丰富的真核生物mRNA转录后修饰。m~6A的形成过程是由甲基转移酶复合体(METTL3、METTL14和WTAP等组成)、去甲基酶(FTO和ALKBH5)以及结合蛋白(YTHDF1/2/3、YTHDC1)动态调控,与基因表达调控密切相关。其次,m~6A可能参与了mRNA转录、选择性剪切、出核转运、翻译及降解等过程,从而导致RNA功能紊乱,进而影响一系列的动物生命活动。因此RNA甲基化修饰m~6A介导的表观遗传学调控对动物繁殖以及生长发育有着重要的意义。本文重点根据在动物方面相关研究对m~6A的动态调控及由调控过程所产生的影响进行归纳总结。     

mRNA N6-甲基腺嘌呤修饰调控与动物脂肪沉积的研究进展

脂肪组织发育和沉积与动物的生长、生产效率、繁殖以及产品品质密切相关,同时,脂肪的过度沉积也直接与人类肥胖和代谢性疾病紧密关联。因此,如何调控脂肪沉积对提高动物生产性能、改善动物产品品质和保障人类生命健康都具有重要的意义。N⁶-甲基腺嘌呤(N⁶-methyladenosine,m⁶A)修饰是一种重要的表观遗传学修饰,在脂肪干细胞分化聚酯与代谢过程中发挥重要功能。本文在概述了脂肪组织种类和mRNA m⁶A修饰及其生物学功能的基础上,重点论述了mRNA m⁶A修饰对动物脂肪沉积的影响及其调控机制,并阐述了营养素通过mRNA m⁶A修饰调控动物脂肪沉积等方面的研究进展,为精准调控动物脂肪沉积进而促进畜牧业高质量发展提供一定的理论依据和参考。     

家禽m6A修饰研究进展

N6-甲基腺嘌呤(m6A)作为一种重要的RNA表观遗传修饰方式,在真核生物基因组中广泛分布,已被证实在细胞分化、配子发生、脂肪沉积及肿瘤发生等生命过程中发挥重要作用。随着高通量检测技术和单碱基检测技术的快速发展,大量的m6A修饰调控蛋白被鉴定出来,相应的调控机理也得到了更深入的解析。文章综述了m6A的发现和特征、调控酶系统、检测技术、主要生物学功能及在家禽方面的研究进展,以期为后续对家禽m6A修饰的研究及应用提供理论支撑。     

CREBBP-m6A报告系统的建立和验证

N~6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m~6A)是真核生物信使RNA(Messenger RNA,mRNA)上最丰富的一种化学修饰,受到甲基转移酶和去甲基化酶的调控而呈现动态变化的状态。m~6A识别蛋白可识别并特异性结合到m~6A修饰位点,调控mRNA的剪接、降解和翻译进程,从而调节基因的表达。选择包含3个m~6A修饰位点的CREBBP基因3'UTR序列连接到红色荧光mCherry序列的下游,将得到的mCherry-CREBBP 3'UTR片段插入到pCD513B-CMV载体的EcoRⅠ和BamHⅠ酶切位点之间,得到CREBPP-m~6A报告质粒pCMV-mCherry-CREBBP,并在GC-1细胞和293T细胞中验证了CREBBP-m~6A报告质粒的功能,发现红色荧光强度和m~6A水平呈负相关。研究结果提示,可将pCMV-mCherry-CREBBP质粒转入靶细胞,通过红色荧光的强度来检测m~6A修饰的变化。     

m6A和miRNA协同调控北京鸭胚胎期骨骼肌发育的研究

【目的】试验旨在研究胚胎期miRNA和N6-甲基腺嘌呤(m⁶A)在北京鸭胸肌发育中的调控作用,以期为了解北京鸭胸肌发育规律奠定基础。【方法】收集E13和E27两个阶段的北京鸭胚胎胸肌,利用甲基化RNA免疫共沉淀结合高通量测序(MeRIP-Seq)和小RNA高通量测序(miRNA-Seq)来鉴定在北京鸭胚胎胸肌细胞分化过程中可能存在的受m⁶A调控的相关差异基因,再联合miRNA及其靶基因分析其功能。【结果】miRNA-Seq结果显示,差异显著miRNAs有181个,通过靶基因预测到11 176个靶标,包括m⁶A相关基因以及肌肉发育相关基因。MeRIP-Seq在E13和E27组分别检测到14 344和14 016个m⁶A峰,分别映射到8 248和7 763个已知基因。E13与E27时期m⁶A共3 240个,映射到2 767个差异甲基化基因(differentially methylated genes, DMGs)。DMGs的GO和KEGG分析显示,DMGs主要富集于肌肉发育、脂肪...     

DNA甲基化及其生物学功能

DNA甲基化是一种主要的表观遗传修饰,是调节基因表达的重要手段。作者在介绍了DNA甲基化机制、DNA甲基化的模式、DNA甲基化特点的基础上,重点论述了DNA甲基化发育分化、X染色体失活、基因组印记和杂种优势等方面的作用。     

m6A表观遗传修饰及其调控机制研究进展

N⁶-甲基腺嘌呤（N⁶-methyladenosine,m⁶A）修饰是现阶段发现的真核生物体内最广泛的RNA表观遗传修饰方式,近年来研究显示,m⁶A在真核生物间具有较高的保守性,在基因表达及细胞命运调控中发挥着关键作用,且对mRNA的可变剪接、定位、翻译及稳定性有较大影响。现有的m⁶A修饰检测技术可以较为准确、高效地检测出生物样本中的m⁶A修饰丰度,并能快速、简便地进行m⁶A修饰的高通量测序,以及在单碱基分辨率下检测m⁶A修饰在RNA上的位置。尽管m⁶A修饰相关调控蛋白对畜禽复杂经济性状的影响近年来已有少量报道,但其中的作用机制仍未得到充分阐明。大量人类及模式生物上的研究表明,m⁶A修饰相关蛋白能够影响生长发育、繁殖、热应激、炎症及癌症等生物学过程,为探究畜禽m⁶A修饰参与复杂性状调控机制提供一定的借鉴意义。作者主要从m⁶A甲基化修饰相关蛋白（甲基转移酶、去甲基化酶及读取蛋白）、m⁶A检测技术、m⁶A对哺乳动物复杂性状的调控机制、m⁶A与其他表观修饰的互作机制等方面进行阐述,为m⁶A在畜禽遗传育种中的应用提供新的见解。     

IGF2BP2介导的m6A修饰调控动物脂肪沉积的研究进展

随着人们生活水平的提高,近年来优质农业动物肉产品深受我国消费者市场青睐,而脂肪沉积是影响肉品质的重要因素。因此,阐明脂肪沉积的规律对探究动物优质肉品质形成的分子机理具有重要意义。N⁶-甲基腺苷修饰(m⁶A)是真核生物中含量最丰富的一种RNA表观遗传修饰,其与RNA运输、表达及降解等多种生物学事件密切相关。研究表明人胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白2(IGF2BP2)介导的m⁶A修饰在动物脂肪沉积过程中发挥着关键作用,因此本文将论述m⁶A、IGF2BP2及其调控动物脂肪沉积的作用及分子机制研究进展,以期未来为家畜肉品质改良提供候选基因和科学依据。     

m6A甲基化在鸡肌肉生长发育中的表达研究

试验旨在研究RNA m6A修饰相关基因去甲基化酶Alk B同源蛋白5（Alk B homologue 5,ALKBH5）、去甲基化酶肥胖相关蛋白（fat mass and obesity-associated protein,FTO）、甲基转移酶样蛋白3（methyltransferase like 3,METTL3）、甲基转移酶样蛋白14（methyltransferase like 14,METTL14）和成肾细胞瘤1-结合蛋白（Wilms’tumor 1-associating protein,WTAP）在鸡骨骼肌发育过程中的表达,分析其与骨骼肌m6A甲基化水平的相关性。首先,利用实时荧光定量PCR技术检测m6A甲基化相关基因在金茅花鸡12（E12）、14（E14）、16（E16）、18（E18）胚龄和1日龄腿肌和胸肌组织中mRNA表达水平,以及其在鸡成肌细胞50%、100%增殖期和1、2、3、4、5 d分化期的mRNA表达水平;随后,利用m6A甲基化试剂盒检测金茅花鸡E12和1日龄腿肌和胸肌组织中m6A甲基化修饰水平,与m6A甲基化相关基因表达水平进行相关性分析。结果显示,m6A去甲基化基因ALKBH5和FTO mRNA表达水平在骨骼肌发育过程中显著上调（P<0.05）,即在E12、E14低表达,E16、E18逐渐上调,1日龄达到最高。m6A甲基化写入基因METTL14、METTL3和WTAP mRNA表达水平在E12、E14、E16逐渐上升,E18下降,随后至1日龄表达量回升。在细胞增殖过程中,ALKBH5、FTO、METTL14、METTL3和WTAP基因表达均上调;在细胞分化过程中ALKBH5和FTO基因表达水平显著上调（P<0.05）,在分化第5天达到最高。METTL14、METTL3和WTAP基因mRNA表达水平在细胞诱导分化的1、2、3、4 d表达量呈下降趋势,而在诱导分化的第5天有所回升。甲基化水平检测结果显示,腿肌和胸肌m6A甲基化水平变化趋势一致,均在胚胎发育过程中显著下降（P<0.05）,至1日龄达到最低。相关性分析结果显示,鸡骨骼肌RNA m6A甲基化水平与m6A去甲基化修饰基因ALKBH5、FTO mRNA表达水平呈显著负相关（P<0.05）。综合以上试验结果,推测m6A甲基化修饰与鸡骨骼肌发育相关,而去甲基化基因ALKBH5、FTO可能通过调控RNA m6A甲基化水平,影响鸡骨骼肌发育。本研究结果为进一步研究m6A甲基化修饰调控鸡骨骼肌生长发育的功能和分子机制提供理论依据。     

m6A甲基化酶METTL3和WTAP在牦牛组织及脂肪细胞中的表达

本研究旨在探究m⁶A RNA甲基化酶METTL3和WTAP在牦牛(Bos grunniens)不同组织、前体脂肪细胞增殖与分化过程中的表达模式和前体脂肪细胞分化过程mRNA m⁶A的变化水平。采用qRT-PCR检测牦牛皮下脂肪、肌肉、心、肝、脾、肺、肾和皮下脂肪不同时期(18和30月龄)METTL3及WTAP的mRNA表达水平。应用I型胶原酶消化法获取牦牛前体脂肪细胞,油红O染色和脂肪分化标志基因的检测建立牦牛前体脂肪细胞分化模型,以及qRTPCR检测前体脂肪细胞增殖分化阶段METTL3和WTAP的mRNA表达水平。结果表明,肝脏组织中METTL3表达最高(P<0.05),皮下脂肪组织表达量最低(P<0.05);WTAP在皮下脂肪组织中的表达最为丰富,脾脏中的表达量最低(P<0.05)。30月龄皮下脂肪组织中METTL3和WTAP mRNA表达量高于18月龄。前体脂肪细胞诱导分化12 d时,细胞中出现多而密的脂环,脂肪细胞分化特异性标志基因FABP4、C/EBPα和PPARγ第12天的表达量显著高于第0天(P<0.05)。METTL3和WTAP的表达量在细胞增殖阶段(24、48和72 h)呈现“下降-上升”的表达趋势(P<0.05)。在牦牛前体脂肪细胞分化阶段(0、4、8和12 d),METTL3表达量呈现“上升-下降-上升”的趋势,WTAP呈现“上升-下降”的趋势。细胞分化阶段mRNA m⁶A水平呈现逐渐上升的趋势,在分化12 d时细胞内RNA的m⁶A丰度最高(P<0.05)。本研究获得METTL3和WTAP在牦牛不同组织和前体脂肪细胞增殖分化阶段的变化规律及细胞分化过程中mRNA m⁶A水平变化,初步揭示WTAP和METTL3对牦牛脂代谢具有重要的调控作用。     

猪m6A甲基化酶WTAP基因与F18大肠杆菌感染的关系

本研究旨在探讨猪m6A甲基化酶WTAP表达水平与大肠杆菌(E.coli)感染抗性的关系.选取35日龄苏太断奶仔猪(Sus scro fa)大肠杆菌抗性型和敏感型个体各4头,采集十二指肠和空肠组织,利用RT-qPCR检测WTAP在E.coli抗性型和敏感型个体十二指肠、空肠的表达差异,并分别利用产肠毒素大肠杆菌(F18a...     

死亡受体6的作用机制及其生物学功能

死亡受体6(death receptor 6,DR6)是肿瘤坏死因子受体超家族中的成员。DR6是Ⅰ型跨膜受体,拥有4个胞外半胱氨酸基序和1个胞内死亡结构域。在人的大多数组织表达中,已经发现其在心、脑、胎盘、胰脏、胸腺、淋巴结和几个非淋巴癌细胞系中表达。DR6可以和TRADD相互作用,激活JNK和NF-κB途径。DR6能下调T、B细胞的增殖和活化,诱导神经细胞的凋亡等。     

环状RNA的生物学功能及其在家禽中的研究进展

近年来随着高通量测序和生物信息学的发展,环状RNA(circular RNA,circRNA)在生物学领域作为新起之秀备受关注.circRNAs是一种内源性的非编码RNA(non-coding RNA,ncRNAs),通常是由pre-mRNA的反向剪接(back-splicing)而来,形成一个共价闭合环.circRN...     

Relationship Between Expression Levels of Porcine m6A Demethylases FTO and ALKBH5 Genes and Resistance to E.coli F18 Infection

To investigate the relationship between the mRNA expression level of m⁶A demethylase and E.coli F18 resistance in piglets,Real-time quantitative PCR was used to detect the mRNA expression differences of m⁶A demethylase FTO and ALKBH5 genes in the duodenum and jejunum tissues of E.coli F18-resistant and -sensitive individuals from 35-day Sutai weaned piglets.In E.coli F18ab,F18ac bacteria-stimulated and endotoxin LPS-induced porcine small intestinal epithelial cells (IPEC-J2),the expression levels of FTO and ALKBH5 genes were detected,respectively.The results showed that the expression levels of FTO and ALKBH5 genes in the duodenum and jejunum of resistant individuals were extremely significantly or significantly higher than those of sensitive individuals (P<0.01,P<0.05),and the expression of FTO gene were not significantly changed in E.coli F18 bacteria-stimulated IPEC-J2 cells (P>0.05),but the expression levels of ALKBH5 gene were significantly up-regulated after F18ac stimulation (P<0.05).After LPS induction for 4 hours,the expression levels of FTO and ALKBH5 genes showed significant up-regulation in IPEC-J2 cells (P<0.05).This study preliminarily verified and indicated that the expression levels of m⁶A demethylases FTO and ALKBH5 genes were closely related to E.coli resistance of piglets at the cellular and individual levels,which will provide a theoretical basis for future in-depth study of the regulation mechanism of RNA demethylation modification on bacterial diarrhea in piglets.