文獻解讀：m6A甲基化在豬、雞、山羊等動物肌肉發(fā)育中的重要作用
m6A是RNA上最豐富的一種修飾，平均每條轉(zhuǎn)錄本有1~3個m6A修飾。m6A甲基化通過基因轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，參與細胞分化、胚胎發(fā)育、X染色體失活、環(huán)境應激和各種疾病的發(fā)生發(fā)展。本期我們通過解讀3篇關(guān)于m6A甲基化在豬胚胎期骨骼肌發(fā)育、肉雞脂肪沉積、山羊成肌細胞分化中的作用研究成果來聚焦m6A RNA甲基化及其研究思路。
m6A案例1：豬胚胎期骨骼肌發(fā)育（易基因團隊成員合作文章）
實驗方法和流程設計
摘要：m6A是最豐富的一類mRNA修飾，可以促進骨骼肌的發(fā)育。然而m6A甲基化在胚胎期骨骼肌生成中的狀態(tài)和功能仍不清楚。研究人員首先證明METTL14（一種m6A甲基轉(zhuǎn)移酶）沉默可抑制成肌細胞的分化，促進C2C12 成肌細胞增殖。采用m6A-seq（MeRIP-seq）測序方法，對豬骨骼肌發(fā)育六個胚胎期的縱向轉(zhuǎn)錄組和表觀轉(zhuǎn)錄組圖譜進行分析，結(jié)果顯示：胚胎期骨骼肌發(fā)育六個不同階段的m6A修飾呈現(xiàn)高度的動態(tài)變化，且大多數(shù)受影響的基因在與骨骼肌發(fā)育相關(guān)的通路中富集。IGF2BP1 RIP-seq證實了胰島素樣生長因子2 mRNA結(jié)合蛋白1(IGF2BP1)靶向與骨骼肌發(fā)育相關(guān)通路的76個基因，包括關(guān)鍵肌肉發(fā)育標記基因MYH2和MyoG。此外 siRNA介導的 IGF2BP1沉默可抑制成肌細胞分化，促進其增殖，類似于METTL14 沉默所觀察到的表觀遺傳變化。本研究不僅闡明了肌肉發(fā)育中m6A甲基化的動力學，且確定了參與豬胚胎期骨骼肌發(fā)育基因表達的關(guān)鍵基因。
骨骼肌發(fā)育六個產(chǎn)前階段m6A修飾與基因表達顯著相關(guān)
m6A案例2：肉雞脂肪沉積
標題：Profiling of RNA N6-methyladenosine Methylation Reveals the Critical Role of m6A in Chicken Adipose Deposition（m6A RNA甲基化測序分析揭示了m6A在雞脂肪沉積中的關(guān)鍵作用）
時間：2021.2
期刊：Front Cell Dev Biol
2021影響因子：IF 5.201
技術(shù)平臺：m6A-seq（MeRIP-seq）、RNA-seq
實驗方法和流程設計
摘要：
肉雞養(yǎng)殖的主要目標之一是防止腹部脂肪沉積過多。RNA修飾在脂肪沉積中的作用尚不清楚。本研究旨在繪制肉雞脂肪組織中m6A修飾圖譜，作者利用MeRIP-seq（m6A-seq）技術(shù)比較肥肉和瘦肉雞的m6A甲基化圖譜，發(fā)現(xiàn)起始密碼子、停止密碼子、編碼區(qū)域和3’UTR區(qū)域通常m6A peaks富集。肥、瘦肉雞的m6A甲基化基因主要與脂肪酸生物合成和脂肪酸代謝相關(guān)，而低m6A甲基化基因主要參與與發(fā)育相關(guān)過程。此外作者發(fā)現(xiàn)許多基因的mRNA水平可能受m6A修飾調(diào)控。這是肉雞脂肪轉(zhuǎn)錄組中m6A甲基化模式的首次全面表征，并為研究m6A修飾在脂肪沉積中的作用奠定了基礎。
m6A案例3：山羊骨骼肌發(fā)育
標題：FTO-mediated demethylation of GADD45B promotes myogenesis through the activation of p38 MAPK pathway.（m6A去甲基化酶FTO通過降低GADD45B mRNA的m6A修飾激活p38 MAPK通路促進肌生成）
時間：2021.6.13
期刊：Mol Ther Nucleic Acids.
2021影響因子：IF 8.886
技術(shù)平臺：m6A-seq（MeRIP-seq）、RNA-seq，MeRIP-qPCR
摘要：
m6A修飾在哺乳動物發(fā)育中起著關(guān)鍵作用。然而，m6A修飾在骨骼肌發(fā)育中的作用仍不清楚。骨骼肌是畜禽肉產(chǎn)品的主要組成部分，其發(fā)育進程決定畜禽肉產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，解析山羊骨骼肌發(fā)育調(diào)控機制，有助于改良我國山羊的產(chǎn)肉性能和肉品質(zhì)。本研究通過對75 日齡胎羊和新生海門山羊兩個發(fā)育階段的骨骼肌進行m6A-seq（MeRIP-seq）測序，解析了海門山羊肌肉發(fā)育過程中m6A修飾特征，并確定FTO可通過降低GADD45B mRNA的m6A修飾水平提高其mRNA的穩(wěn)定性和表達，進而激活p38 MAPK通路，促進山羊成肌細胞分化，不僅豐富了肌肉發(fā)育的分子調(diào)控理論，也為促進肉羊育種和生長調(diào)控提供重要參考價值。
參考文獻：
doi: 10.3389/fcell.2021.590468
doi: 10.1016/j.omtn.2021.06.013
doi: 10.1016/j.jgg.2020.07.003
m6A案例1：豬胚胎期骨骼肌發(fā)育（易基因團隊成員合作文章）
標題：Longitudinal epitranscriptome profiling reveals the crucial role of N6-methyladenosine methylation in porcine prenatal skeletal muscle development縱向轉(zhuǎn)錄組分析揭示了m6A甲基化在豬胚胎期骨骼肌發(fā)育中的重要作用
時間：2020
期刊：Journal of Genetics and Genomics
2021影響因子：IF 4.275
技術(shù)平臺：m6A-seq（MeRIP-seq）、RNA-seq、IGF2BP1 RIP-seq
實驗方法和流程設計
摘要：m6A是最豐富的一類mRNA修飾，可以促進骨骼肌的發(fā)育。然而m6A甲基化在胚胎期骨骼肌生成中的狀態(tài)和功能仍不清楚。研究人員首先證明METTL14（一種m6A甲基轉(zhuǎn)移酶）沉默可抑制成肌細胞的分化，促進C2C12 成肌細胞增殖。采用m6A-seq（MeRIP-seq）測序方法，對豬骨骼肌發(fā)育六個胚胎期的縱向轉(zhuǎn)錄組和表觀轉(zhuǎn)錄組圖譜進行分析，結(jié)果顯示：胚胎期骨骼肌發(fā)育六個不同階段的m6A修飾呈現(xiàn)高度的動態(tài)變化，且大多數(shù)受影響的基因在與骨骼肌發(fā)育相關(guān)的通路中富集。IGF2BP1 RIP-seq證實了胰島素樣生長因子2 mRNA結(jié)合蛋白1(IGF2BP1)靶向與骨骼肌發(fā)育相關(guān)通路的76個基因，包括關(guān)鍵肌肉發(fā)育標記基因MYH2和MyoG。此外 siRNA介導的 IGF2BP1沉默可抑制成肌細胞分化，促進其增殖，類似于METTL14 沉默所觀察到的表觀遺傳變化。本研究不僅闡明了肌肉發(fā)育中m6A甲基化的動力學，且確定了參與豬胚胎期骨骼肌發(fā)育基因表達的關(guān)鍵基因。
骨骼肌發(fā)育六個產(chǎn)前階段m6A修飾與基因表達顯著相關(guān)
m6A案例2：肉雞脂肪沉積
標題：Profiling of RNA N6-methyladenosine Methylation Reveals the Critical Role of m6A in Chicken Adipose Deposition（m6A RNA甲基化測序分析揭示了m6A在雞脂肪沉積中的關(guān)鍵作用）
時間：2021.2
期刊：Front Cell Dev Biol
2021影響因子：IF 5.201
技術(shù)平臺：m6A-seq（MeRIP-seq）、RNA-seq
實驗方法和流程設計
摘要：
肉雞養(yǎng)殖的主要目標之一是防止腹部脂肪沉積過多。RNA修飾在脂肪沉積中的作用尚不清楚。本研究旨在繪制肉雞脂肪組織中m6A修飾圖譜，作者利用MeRIP-seq（m6A-seq）技術(shù)比較肥肉和瘦肉雞的m6A甲基化圖譜，發(fā)現(xiàn)起始密碼子、停止密碼子、編碼區(qū)域和3’UTR區(qū)域通常m6A peaks富集。肥、瘦肉雞的m6A甲基化基因主要與脂肪酸生物合成和脂肪酸代謝相關(guān)，而低m6A甲基化基因主要參與與發(fā)育相關(guān)過程。此外作者發(fā)現(xiàn)許多基因的mRNA水平可能受m6A修飾調(diào)控。這是肉雞脂肪轉(zhuǎn)錄組中m6A甲基化模式的首次全面表征，并為研究m6A修飾在脂肪沉積中的作用奠定了基礎。
肥、瘦組肉雞獨有的m6A修飾基因富集的功能通路
m6A案例3：山羊骨骼肌發(fā)育
標題：FTO-mediated demethylation of GADD45B promotes myogenesis through the activation of p38 MAPK pathway.（m6A去甲基化酶FTO通過降低GADD45B mRNA的m6A修飾激活p38 MAPK通路促進肌生成）
時間：2021.6.13
期刊：Mol Ther Nucleic Acids.
2021影響因子：IF 8.886
技術(shù)平臺：m6A-seq（MeRIP-seq）、RNA-seq，MeRIP-qPCR
示意圖
摘要：
m6A修飾在哺乳動物發(fā)育中起著關(guān)鍵作用。然而，m6A修飾在骨骼肌發(fā)育中的作用仍不清楚。骨骼肌是畜禽肉產(chǎn)品的主要組成部分，其發(fā)育進程決定畜禽肉產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，解析山羊骨骼肌發(fā)育調(diào)控機制，有助于改良我國山羊的產(chǎn)肉性能和肉品質(zhì)。本研究通過對75 日齡胎羊和新生海門山羊兩個發(fā)育階段的骨骼肌進行m6A-seq（MeRIP-seq）測序，解析了海門山羊肌肉發(fā)育過程中m6A修飾特征，并確定FTO可通過降低GADD45B mRNA的m6A修飾水平提高其mRNA的穩(wěn)定性和表達，進而激活p38 MAPK通路，促進山羊成肌細胞分化，不僅豐富了肌肉發(fā)育的分子調(diào)控理論，也為促進肉羊育種和生長調(diào)控提供重要參考價值。
m6A去甲基化酶FTO通過降低GADD45B mRNA的m6A修飾影響其穩(wěn)定性和表達水平
參考文獻：
doi: 10.3389/fcell.2021.590468
doi: 10.1016/j.omtn.2021.06.013
doi: 10.1016/j.jgg.2020.07.003
標簽：
RNA甲基化
動物肌肉發(fā)育
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