發(fā)布時(shí)間：2020-06-14 14:56

【摘要】：N6-甲基-腺苷(m6A)是真核生物RNA分子最常見(jiàn)和最豐富的修飾之一。m6A修飾過(guò)程是動(dòng)態(tài)可逆的,由METTL3,WTAP和METTL14組成的甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合體催化生成,并可在去甲基酶FTO和ALKBH5的作用下被“擦除”。m6A免疫共沉淀高通量測(cè)序(Me RIP-Seq)發(fā)現(xiàn),M6A修飾在m RNA的5’UTR、CDS和3’UTR均有分布,但主要集中3’UTR區(qū),特別是在終止密碼子附近豐度最高。并且m6A修飾主要發(fā)生在DRACH基序(R為G或A,H為A、C或U),其中最常見(jiàn)的基序?yàn)镚GACU。大量的研究已經(jīng)表明,m6A通過(guò)調(diào)節(jié)m RNA的結(jié)構(gòu)、剪接、穩(wěn)定性和翻譯效率以及調(diào)節(jié)micro RNA的加工等方式調(diào)節(jié)基因的表達(dá),進(jìn)而參與包括干細(xì)胞分化、DNA損傷修復(fù)、腫瘤發(fā)生等生物學(xué)過(guò)程。FTO是主要的m6A去甲基化酶基因,該基因通過(guò)調(diào)節(jié)其下游基因特定m6A位點(diǎn)的甲基化水平而調(diào)控其下游基因的蛋白水平。目前已經(jīng)在包括腫瘤在內(nèi)的多種疾病中發(fā)現(xiàn)了FTO基因的異常表達(dá)及相應(yīng)基因組m6A水平的異常變化。但FTO去甲基化功能的下游基因及這些下游基因在不同細(xì)胞中m6A修飾的保守性仍不明確。本研究首先通過(guò)已公布的FTO基因敲低及過(guò)表達(dá)后的RNA-seq和m6A-seq數(shù)據(jù),篩選8個(gè)候選的FTO去甲基化功能下游基因。然后在Hela細(xì)胞中敲低及過(guò)表達(dá)FTO基因,檢測(cè)FTO敲低和過(guò)表達(dá)后8個(gè)潛在基因的表達(dá)變化。結(jié)果表明,FTO對(duì)C21orf59基因的表達(dá)具有正調(diào)控作用,而對(duì)MZF1,PPARD,KCNG1,RARA和ASB2基因表達(dá)具有負(fù)調(diào)控作用。最后,利用Me-RIP方法檢測(cè)FTO敲低后各基因特定m6A位點(diǎn)的甲基化水平的變化。結(jié)果表明,在6個(gè)受FTO調(diào)控的下游基因的m RNA上均存在甲基水平顯著增加的m6A位點(diǎn),從而確定該6個(gè)基因是FTO去甲基化功能的下游基因。本研究的實(shí)施有以下兩個(gè)方面的意義:(1)為FTO異常表達(dá)導(dǎo)致的疾病的發(fā)病機(jī)制研究提供重要的參考數(shù)據(jù)。(2)本研究表明m6A對(duì)基因的表達(dá)具有正調(diào)控和負(fù)調(diào)控兩種方式。因此,本研究鑒定的兩類(lèi)下游基因可作為m6A調(diào)控基因表達(dá)分子機(jī)制研究的模型。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：Q78
【圖文】：

遺傳學(xué)修飾是指在基因組 DNA 序列不改變的情況下，基因功能傳的改變，例如 DNA 甲基化、組蛋白乙�；� RNA 甲基化等遺傳調(diào)控在哺乳動(dòng)物的胚胎發(fā)育、分化及疾病的發(fā)生方面有著甲基腺嘌呤(m6A)是 mRNA 序列中最常見(jiàn)、最豐富的表觀(guān)修飾之動(dòng)態(tài)可逆的，由稱(chēng)為 編碼器 的 METTL3, WTAP 和 METTL酶復(fù)合體催化生成，并可在稱(chēng)為 消碼器 的去甲基酶 FTO 和被 擦除 。m6A 修飾在 mRNA 的 5’UTR、CDS 和 3’UTR 均中 3’UTR 區(qū)，特別是在終止密碼子附近豐度最高（圖 1-1）。紀(jì) 70 年代被發(fā)現(xiàn)，但由于缺乏有效的檢測(cè)技術(shù)和研究手段，其有報(bào)道。直到 2011 年，何川課題組的賈桂芳博士發(fā)現(xiàn)肥胖相關(guān)去甲基酶，揭示 m6A 為可逆的化學(xué)修飾，使 m6A 的生物學(xué)功能的研究也逐漸成為生命科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。大量的研究已調(diào)節(jié) mRNA 的結(jié)構(gòu)、剪接、穩(wěn)定性和翻譯效率以及調(diào)節(jié) micro調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，進(jìn)而參與包括干細(xì)胞分化、DNA 損傷修復(fù)、過(guò)程。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文 m6A 甲基化的 mRNA 的親和力比非甲基化 mRNA 的親和力高 10 到 50 倍[19個(gè) YTH 結(jié)構(gòu)域家族蛋白與 m6A 位點(diǎn)的不同子集相互作用并對(duì)基因表達(dá)產(chǎn)的作用。例如，第一個(gè)鑒定的 m6A 閱讀器 YTHDF2 通過(guò)促進(jìn)與衰變因子的來(lái)增加 m6A 修飾的 mRNA 的周轉(zhuǎn)[22]。相反，YTHDF1 可以與終止密碼子附A 位點(diǎn)結(jié)合，然后與翻譯起始因子 eIF3 相互作用，從而對(duì)哺乳動(dòng)物的翻譯激作用[23]。目前已經(jīng)有文章顯示 YTHDF3 與 YTHDF2 協(xié)同作用以加速 mRN，同時(shí)它還與 YTHDF1 合作促進(jìn)甲基化 RNA 的翻譯[24, 25]。 YTHDC1 募集子絲氨酸和富含精氨酸的剪接因子 SRSF3 并限制外顯子跳躍因子 SRSF10 [26]。hnRNPA2B1 能夠通過(guò)靶向 m6A 位點(diǎn)招募 DGCR8 成 RNA，表明它在i-miRNA 加工中的重要作用[27]�？傊�，新出現(xiàn)的新數(shù)據(jù)和發(fā)現(xiàn)揭示了一個(gè)A m6A 復(fù)雜的圖譜，如圖 1-2 所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 ;Current Perspectives on Histone Demethylases[J];Acta Biochimica et Biophysica Sinica;2007年02期

本文編號(hào)：2712945