mRNA甲基化与疾病的研究进展
2021-11-12郝延磊
李 冉,郝延磊
(1.山东大学 齐鲁医学院,山东 济南 250100; 2.济宁医学院附属医院 神经内科, 山东 济宁 272000)
信使RNA (messenger RNA, mRNA)是由DNA转录合成的一类具有遗传信息的RNA,在蛋白质合成中起模板作用,并决定肽链的氨基酸序列,是人体中一类重要的RNA。甲基化是指将一个甲基基团从活性甲基化合物(如S-腺苷甲硫氨酸, S-adenosylmethionine, SAM)催化转移到另一种化合物的过程,这个过程通过化学修饰某些蛋白质或核酸,从而形成甲基化产物。在20世纪70年代初,科学家发现甲基化修饰(N6-甲基腺苷, N6-methyladenosine, m6A)存在于mRNA上,从而证明了甲基化的存在[1]。mRNA甲基化类型很多,目前最热门的有3种,分别是:m6A甲基化﹑N5-甲基胞苷(N5-methylcytidine, m5C)甲基化和N1-甲基腺苷(N1-methyladenosine, m1A)甲基化。mRNA甲基化参与调控多种生物学过程,其水平的异常也会导致许多临床疾病发生。本文分别从mRNA甲基化的发现与分布情况、甲基化修饰相关酶与结合蛋白“编码器”“消码器”“读码器”三个参与者、与临床疾病的联系以及甲基化检测技术进行简要综述。
1 甲基化的发现与分布情况
1974年发现肝癌细胞中mRNA的甲基化状态,其中约80%为m6A。mRNA甲基化还包括m5C、m1A、N7-甲基鸟苷(N7-methylguanosine, m7G)、2’O-甲基化(2’O-methylation, Nm)、N6,2’O-二甲基腺苷(N6,2’O-dimethyladenosine, m6Am)、5-羟甲基胞苷(5-hydroxymethylcytosine, hm5C)等[1]。
借助高通量测序技术,初步获得一个甲基化分布图谱(图1)。其中,m6A是mRNA中最常见和最丰富的甲基化,可影响多种生物学过程,平均每个转录本有1~3个m6A。m6A mRNA甲基化主要位于RRACH序列中腺嘌呤的氮原子上,约94.8%分布于基因内部,其中蛋白编码区(sequence coding for aminoacids in protein, CDS)、非编码区(untranslated region, UTR)和内含子的比例分别为50.9%、41.9%和2.0%。UTR区的m6A倾向于富集在3′UTR中,而CDS区的m6A主要富集在终止密码子附近[2]。……
