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用户文章:m7G 甲基化参与调节心肌细胞增殖|新型RNA修饰研究

作者:上海云序生物科技有限公司 暂无发布时间 (访问量:4982)

m7G RNA 甲基化是在甲基化转移酶的作用下,使 RNA 鸟嘌呤(G)的第七位 N 上加上甲基的一种修饰(N7-methylguanosine,m7 G)。研究表明,m7 G RNA 甲基化修饰存在于各类分子中,包括:mRNA 5』帽子结构、mRNA 内部、pri-miRNA、转运 RNA(tRNA)和核糖体 RNA(rRNA)。m7 G RNA 甲基化修饰能够调节 mRNA 的转录、miRNA 的生物合成和生物学功能、tRNA 稳定性、18S rRNA 的核内加工及成熟。m7 G RNA 甲基化修饰作为一类新型 RNA 甲基化,近两年高影响因子文章不断,是继 m6A 修饰之后的又一表观转录组学热点。近年来,越来越多的证据表明,转录后甲基化修饰与肿瘤的发生密切相关。

云序客户青岛大学王昆教授科研团队通过云序生物提供的m7G-MeRIP-seqRNA-seq 等技术,发现线粒体内膜蛋白 TMEM11 介导的 m7 G 甲基化参与调节心肌细胞增殖,靶向 TMEM11-METTL1-ATF5-INCA1 轴可能是促进心脏修复和再生的一种新的治疗策略。该研究成果已以“TMEM11 regulates cardiomyocyte proliferation and cardiac repair via METTL1-mediated m7 G methylation of ATF5 mRNA”为题发表在《Cell Death & Differentiation》IF 13.3 杂志上


论文题目TMEM11 regulates cardiomyocyte proliferation and cardiac repair via METTL1-mediated m7 G methylation of ATF5 mRNA

发表期刊:Cell Death & Differentiation

影响因子:13.3/Q1

发表时间:2023年6月7日

期刊ISSN:1350-9047

研究方法m7G-MeRIP-seqRNA-seqMeRIP-qPCR

研究思路



研究内容


1、TMEM11 蛋白功能鉴定

研究人员通过观察线粒体内膜蛋白 TMEM11 蛋白在新生小鼠心肌细胞中的分布,以及分别对新生小鼠、TMEM11 基因沉默及过表达小鼠、TMEM11 转基因小鼠进行研究发现,抑制 TMEM11 表达会促进了小鼠缺血损伤后的心脏再生,而 TMEM11 过表达则会通过抑制出生后心脏心肌细胞增殖来阻碍心脏再生。


2、TMEM11 与 METTL1 相互作用并调节其 RNA m7G -甲基化

研究人员以 TMEM11 转基因(TMEM11 Tg)小鼠和新生(WT)小鼠为样品,通过m7G-MeRIP-seq(云序生物提供)发现,METTL1 的两个保守一致基序序列中 m7 G 峰高度富集,且主要分布在编码序列(CDSs)上,特别是在起始和终止密码子附近。与 WT 小鼠相比,TMEM11 Tg 小鼠的 CDS 和 3 ' UTR 之间区域的 m7 G 峰密度相对较低。GO 分析显示,m7 G 修饰上调的基因主要参与细胞代谢、蛋白质修饰和信号转导调控,m7 G 修饰下调的基因主要参与细胞、生物合成和发育过程的负调控。


3、TMEM11 促进 Atf5 mRNA 的 METTL1 依赖性 m7G 修饰并增强其表达

为进一步研究 TMEM11 Tg 心脏心肌细胞增殖过程中 METTL1 的潜在下游靶点,研究人员对与增殖相关的差异甲基化基因进行了 MeRIP-qPCR 检测,结果发现 TMEM11 Tg 小鼠中 Atf5 mRNA 的 m7 G 修饰增加最为显著。Atf5 mRNA 的整合基因组分析也显示,在 TMEM11 Tg 心脏中,m7 G 峰显著增加,同时 Atf5 mRNA 的表达也增加。而在 TMEM11 KO 小鼠心脏中,Atf5 mRNA 的 m7 G 修饰减少,同时 Atf5 mRNA 和蛋白的表达减少。为进一步确定 TMEM11 调控 Atf5 表达的机制,研究人员还发现 TMEM11 过表达可抑制心肌细胞增殖,转染 siRNA-ATF5 可挽救心肌细胞增殖,ATF5 的表达量在心肌损伤的心脏中增加。总结发现,TMEM11 通过 METTL1 介导 Atf5 mRNA 的 m7 G 修饰,这种甲基化增强了 mRNA 的稳定性和翻译能力。


4、TMEM11 在心肌细胞增殖过程中调控 INCA1 的表达

为探索 Atf5 基因的下游靶点,研究人员又对过表达 Atf5 基因的心肌细胞进行 RNA-seq 筛选了差异表达基因,并进行 qPCR 验证。结果发现,INCA1 的下调可促进心肌细胞增殖。敲低 Atf5 基因还发现,ATF5 转录因子促进了 INCA1 的表达。综上所述,这些结果表明 INCA1 作为 TMEM11/ATF5 通路的下游靶点,抑制出生后心肌细胞的增殖和再生。


总 结


本文通过对不同处理的小鼠的心肌细胞进行研究发现,线粒体内膜蛋白 TMEM11 缺失可增加心肌细胞的增殖,恢复心肌损伤后的功能。相反,TMEM11 过表达抑制小鼠心脏新生心肌细胞增殖和再生。TMEM11 通过直接与 METTL1 相互作用,增强 Atf5 mRNA 的 m7 G 甲基化,从而增加 Atf5 的表达。TMEM11 依赖性 ATF5 的增加促进了 INCA1 的转录,INCA1 是细胞周期蛋白依赖性激酶的抑制剂,与细胞周期蛋白 A1 相互作用,抑制心肌细胞增殖。因此,本研究结果表明,TMEM11 介导的 m7 G 甲基化参与心肌细胞增殖的调节,靶向 TMEM11-METTL1-ATF5-INCA1 轴可能是促进心脏修复和再生的一种新的治疗策略。

云序生物m7G修饰研究五大模块


01 m7G RNA 修饰测序

m7G MeRIP 测序

对m7G RNA甲基化,目前流行的检测手段为m7G-MeRIP-Seq技术,适用于m7G RNA甲基化谱研究,快速筛选m7G RNA甲基化靶基因。云序可提供mRNA和多种非编码RNA的m7G测序:

m7G 全转录组测序(涵盖mRNA,LncRNA,circRNA)

m7G LncRNA测序(涵盖LncRNA和mRNA)

m7G pri-miRNA测序(涵盖pri-miRNA和mRNA)

m7G mRNA测序

m7G 环状RNA测序

m7G rRNA测序

02检测整体m7G RNA修饰水平

LC-MS/MS检测整体RNA修饰水平

精准高效,可以实现一次检测,55类修饰水平检测,一步到位。

03 m7G RNA修饰上游酶的筛选

RNA修饰相关酶PCR芯片

寻找上游直接调控m7G RNA甲基化的甲基转移酶。

04 m7G RNA修饰靶基因验证

MeRIP-qPCR/GenSeq® MeRIP试剂盒

云序提供各类不同修饰的meRIP-qPCR服务,可针对mRNA,lncRNA,环状RNA等不同类型的RNA分子进行检测,低通量验证RNA修饰靶基因表达水平。

05 机制互作研究

5.1 RIP-seq/qPCR

筛选或验证RNA修饰直接靶点,研究RNA修饰靶基因的调控机制。

5.2 RNA pull down -MS/WB

筛选或验证目标RNA互作基因或蛋白,研究相应的分子调控机制。

5.3 ChIP-seq

筛选或验证目标蛋白与DNA互作,研究相应的分子调控机制。


云序生物服务优势

优势一:云序累计支持客户发表  100+篇RNA修饰SCI论文,合计影响因子 1000+。

优势二:累计完成数千例 RNA甲基化测序样本,全面覆盖医口、农口等各类样本。

优势三:全面检测mRNA和各类非编码RNA(circRNA,lncRNA,Pri-miRNA等)。

优势四:提供m7G一站式服务:m7G RNA修饰整体水平检测m7G测序MeRIP-qPCR验证、RIPRNA pull-down等。

优势五:率先研发超微量MeRIP测序技术,RNA量低至500ng起。

优势六:国内较全的RNA修饰测序平台,提供m6A、m5C、m1A、m7G、m3C、O8G、ac4C乙酰化和2'-O-甲基化测序。


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