无需抗体的酶辅助化学标记N6-甲基腺嘌呤(m6A)测序技术
随着首个RNA修饰N6-甲基腺嘌呤(m6A)的去修饰酶FTO的发现,RNA表观遗传学/表观转录组学开始兴起并成为表观遗传学新的研究热点。m6A作为首个被发现的可逆RNA修饰,广泛存在于mRNA,依赖修饰酶、去修饰酶和结合蛋白发挥调控功能。已发现m6A具有调控mRNA剪接、出核、稳定性和蛋白翻译等功能,可以参与发育、配子发生、细胞重编程、生物节律、疾病等多种生理和病理过程的功能调控。为了更好地研究m6A生物功能和临床病理研究,开发m6A高通量测序技术一直是研究的热点。 现有m6A测序技术主要依赖于m6A抗体富集技术,包括低分辨率的m6A-seq/MeRIP-seq和联用iCLIP或PAR-CLIP技术的高分辨率m6A测序技术miCLIP 或PA-m6A-seq。抗体存在对特定RNA序列或结构的潜在非特异性结合,为了解决抗体方法的种种问题,研究者们做出了各种尝试,近期开发了两类无需抗体的m6A测序技术,一类为利用对特定甲基化序列(m6ACA)敏感的RNA核酸内切酶MazF辅助的测序方法(m6A-REF-seq or MAZTER-seq),此类方法只能检测16~25%的m6A位点;另一种是在细胞内表达融合m6A-binding domain(YTH)与胞嘧啶脱氨酶(APOBEC1)的融合蛋白实现的m6A测序(DART-seq),但该方法依赖于细胞转染效率且受限于体外样品的使用。 贾桂芳课题组一直致力于开发和利用核酸化学生物学技术研究RNA化学修饰在动植物中的生物功能研究。在本课题中,贾桂芳课题组巧妙地利用m6A的去甲基酶FTO蛋白作为催化剂,将mRNA上化学惰性的m6A转化为高反应活性的中间态产物N6-羟甲基腺嘌呤(hm6A),然后利用二硫苏糖醇(DTT)的巯基与hm6A发生亚胺1,2加成反应,将不稳定的hm6A转化为更稳定的巯基加成产物dm6A。dm6A上的自由巯基可以与甲烷硫代磺酸(methanethiosulfonate,MTSEA)快速反应,实现在mRNA上m6A的位置标记生物素Biotin,最终可被链霉亲和素珠捕获,从而富集含有m6A修饰的RNA片段供后续高通量测序使用。
北京大学
2021-04-11