Was ist RNA m6A?

Was ist die m6A-Modifikation?

RNA-Methylierung steht als zentraler Fokus im Bereich der Epigenetik. Mit einem Repertoire von über 100 verschiedenen Modifikationen sind bemerkenswerte Beispiele Methylierung, Hydroxymethylierung und Acetylierung. Unter diesen ist m6A die am häufigsten vorkommende Methylierungsmodifikation auf RNA, mit durchschnittlich 1 bis 3 m6A-Modifikationen pro Transkript. Allgegenwärtig bei Eukaryoten, einschließlich Säugetieren, Insekten, Pflanzen, Hefen und ausgewählten Viren, tritt m6A nicht nur auf mRNA, sondern auch auf tRNA, rRNA, kleinen nukleären RNAs und verschiedenen langen nicht-kodierenden RNAs auf. Die RNA-Methylierung steht kurz davor, einen erheblichen Einfluss auf die Regulation der Genexpression, das Spleißen, die RNA-Bearbeitung, die Stabilität, den mRNA-Umsatz und die Abbauprozesse auszuüben.

m6A-Methylierung (N6-Methyladenosin) bezeichnet den Prozess, bei dem RNA-Moleküle unter dem katalytischen Einfluss des RNA-Methyltransferase-Komplexes (MTC) selektiv eine Methylgruppe an der N6-Position von Adenosin anfügen. Basen, die eine m6A-Modifikation erfahren haben, können durch die Wirkung von zwei Enzymen, FTO und ALKBH, demethyliert werden.

N6-Methyladenosin (Roundtree et al. (2017) Cell)

Was ist die Funktion der m6A-Methylierung?

Regulierung der Differenzierung von hämatopoetischen Stammzellen durch RNA-Methylierungsmodifikation (m6A)

Der m6A-Modifikation, vermittelt durch METTL3, spielt eine entscheidende Rolle in verschiedenen biologischen Prozessen und der individuellen Entwicklung von Eukaryoten, einschließlich zirkadianer Rhythmen, DNA-Schadenreaktion, Regulation der Selbstverjüngung und Pluripotenz von Stammzellen, dem Übergang von maternalen zu zygotischen Phasen, der Neuroregulation und Geschlechtsbestimmung bei Drosophila sowie der frühen embryonalen Entwicklung von Mäusen. Die Entdeckung von RNA-Methyltransferasen, Bindungsproteinen und deren Beteiligung am RNA-Stoffwechsel und -Verarbeitung unterstreicht die bedeutenden biologischen Funktionen, die mit der RNA-Methylierungsmodifikation verbunden sind.

Bei Wirbeltieren stammen hämatopoetische Stammzellen aus spezialisierten hämatogenen Endothelien durch den Prozess der endothelialen-zu-hämatopoetischen Transition (EHT) während der embryonalen Entwicklung im Bereich der Aorta-Gonade-Mesonephros. Anschließend migrieren sie in hämatopoetische Gewebe, proliferieren dort und wandern dann in die Thymusdrüse, um sich zu lymphoiden Zellen zu entwickeln, und schließlich in das Knochenmark (bei Mäusen und Menschen) oder das Nierenmark (bei Zebrafischen), um die lebenslange Hämatopoese aufrechtzuerhalten. Durch die Nutzung von MeRIP-seq und m6A Einzel-Nukleotid-Resolutions-miCLIP-seq-Sequenzierungstechniken mit m6A-Antikörpern wurde eine detaillierte Karte der m6A-Modifikation während der embryonalen Entwicklung von Zebrafischen erstellt. Es wurde entdeckt, dass m6A selektiv Schlüsselgene wie notch1a während der endothelialen-zu-hämatopoetischen Transition modifiziert, das Bindungsprotein YTHDF2 für den mRNA-Abbau rekrutiert und somit den Notch-Signalweg hemmt, was den geordneten Verlauf der endothelialen-zu-hämatopoetischen Transition fördert und die Umwandlung von Endothelzellen in hämatopoetische Stamm-/Vorläuferzellen (HSPCs) erleichtert. Bei Zebrafischembryonen mit Mettl3-Mangel war das Niveau der m6A-Modifikation signifikant verringert, und notch1a konnte nicht normal abgebaut werden, was zu einer anhaltenden Aktivierung des Notch-Signalwegs führte und letztendlich dazu führte, dass Endothelzellen sich nicht in hämatopoetische Stamm-/Vorläuferzellen umwandeln konnten. Darüber hinaus wiesen Mettl3-Knockout-Mäusembryonen ähnliche Phänotypen auf. Diese Ergebnisse erläutern den Regulationsmechanismus der mRNA m6A-Methylierungsmodifikation bei der Bestimmung des Schicksals von hämatopoetischen Stammzellen bei Wirbeltieren und heben die entscheidende Rolle der RNA-epigenetischen Modifikation in der hämatopoetischen Entwicklung hervor.

RNA-Methylierungsmodifikation (m6A) reguliert die Spermatogenese

Die biologische Funktion von m6A-Modifikation Die durch Mettl3 vermittelte Rolle in der Entwicklung von Säugetiergeweben bleibt aufgrund der Letalität des Mettl3-Knockouts in frühen Mausembryonen unklar. Hier haben wir ein Mausmodell mit spezifischer Mettl3-Deletion in Keimzellen (Vasa-Cre) etabliert, das als Mettl3 bedingter Knockout (Mettl3CKO) bezeichnet wird, unter Verwendung von homologer Rekombination, die durch das CRISPR/Cas9-System und das Cre-loxP-System erleichtert wird. Durch dieses Modell haben wir systematisch die entscheidende Rolle und den regulatorischen Mechanismus der METTL3-vermittelten m6A-Modifikation in der Maus-Spermatogenese untersucht. Histologische Untersuchungen mittels H&E (Hämatoxylin und Eosin) Färbung, Immunfluoreszenzfärbung und Chromosomenverbreitungsanalyse zeigten, dass die Mettl3-Deletion die Differenzierung von Maus-Spermatogonial-Stammzellen und den Beginn der Meiose unterdrückte, was letztendlich zu männlicher Unfruchtbarkeit führte. RNA-seq, m6AmiCLIP-seq und bioinformatische Analysen zeigten, dass der Mangel an Mettl3 zu verringerten m6A-Spiegeln führte, was zu abweichendem RNA-alternativem Spleißen von Genen führte, die mit der Erhaltung und Differenzierung von Spermatogonial-Stammzellen, dem Zellzyklus und der Meiose in Verbindung stehen, sowie zu einer allgemeinen Störung der Genexpression in Keimzellen, wodurch die Spermatogenese behindert wurde. Diese Ergebnisse unterstreichen die entscheidende biologische Funktion der RNA-Methyltransferase METTL3-vermittelten m6A-Modifikation in der Maus-Spermatogenese.

Der spezifische Knockout von Mettl3 oder Mettl14 in Mauskeimzellen unter Verwendung von Vasa-Cre führte zu verringerten m6A-Spiegeln, was die Übersetzungsfunktion von Transkripten störte, die mit der Proliferation und Differenzierung von spermatogonialen Stammzellen assoziiert sind, was letztendlich zu einer Erschöpfung der spermatogonialen Stammzellen führte. Der gleichzeitige Knockout von Mettl3 und Mettl14 unter Verwendung von Stra8-GFPCre störte die Übersetzung haploidspezifischer Gene während der Spermatogenese, was zu einer beeinträchtigten Spermatogenese führte. Darüber hinaus wiesen männliche Alkbh5-/- Mäuse Phänotypen wie Hodenatrophie, abnormale Spermatogenese und beeinträchtigte Spermienmotilität auf. In den Samenkanälchen der Entwicklungsstufe VII wurden erhöhte Zahlen von primären und sekundären Spermatocyten beobachtet, begleitet von einem Rückgang runder Spermatiden und reifer Spermien sowie Zellapoptose. Ythdc2-Knockout-Mäuse zeigten übermäßige Apoptose in frühen Spermatocyten während der meiotischen Prophase, was zu Hodenatrophie und abnormaler Spermienentwicklung führte. Die m6A-Bindungsfähigkeit und die 3′→5′ Helikaseaktivität von YTHDC2 spielen entscheidende regulatorische Rollen bei der Aufrechterhaltung des korrekten Expressionsmusters von Genen, die mit der Meiose während der Spermatogenese in Verbindung stehen. Insgesamt heben diese Studien das dynamische Gleichgewicht der RNA-m6A-Methylierungsmodifikation als einen entscheidenden regulatorischen Faktor im Prozess der Gameten (Spermien) Entwicklung hervor.

RNA-Methylierungsmodifikation (m6A) reguliert die Gehirnentwicklung

Der m6A-Modifikation spielt eine unverzichtbare regulatorische Rolle sowohl in der Entwicklung als auch in der Funktion des Nervensystems. Die Deletion des Ime4-Gens in Fruchtfliegen führt zu lebensfähigen, aber kürzer lebenden Individuen, die signifikante Verhaltensanomalien aufweisen, was auf die Auswirkungen des Verlusts der m6A-Modifikation auf die neurofunktionale Leistungsfähigkeit der Fruchtfliegen hinweist. Die spezifische Deletion des Mettl14-Gens im zentralen Nervensystem von Mäusen beeinträchtigt die Entwicklung des Großhirnrinde erheblich. Der Verlust des Ythdf2-Gens bei Mäusen führt zu einem allgemeinen Anstieg der m6A-Spiegel, wodurch wichtige Faktoren, die an der Differenzierung von neuralen Stammzellen und der Bildung von Neuriten-Dendriten beteiligt sind, daran gehindert werden, in den normalen RNA-Abbauweg einzutreten. Folglich führt diese Störung zu einer beeinträchtigten asymmetrischen Teilung von kortikalen neuralen Stammzellen, was zu einem signifikanten Verlust von neuralen Vorläuferzellen führt und die neuronale Differenzierung erheblich beeinträchtigt, was letztendlich zu einer langsamen Entwicklung des Vorderhirns der Großhirnrinde bei Mäusen führt. Abgesehen von der Großhirnrinde sind das RNA-m6A-Methylierungsmuster und -niveau im Kleinhirn besonders bemerkenswert. Die dynamischen Prozesse der m6A-Methylierung und -Demethylierung erstrecken sich über die gesamte postnatale Entwicklung des Kleinhirns, und der Verlust des Alkbh5-Gens unter Bedingungen von niedrigem Druck und niedrigem Sauerstoffgehalt stört die m6A-Spiegel von Genen, die an der Regulierung der Kleinhirnentwicklung beteiligt sind, beschleunigt den RNA-nukleären Export und verzögert die Entwicklung des Kleinhirns erheblich.

Um die Auswirkungen der m6A-Methylierungsmodifikation auf die Entwicklung des zentralen Nervensystems zu untersuchen, haben wir das Mettl3-Gen gezielt im zentralen Nervensystem von Mäusen mithilfe des Cre-loxP-Systems gelöscht. Die spezifische Löschung von Mettl3 im zentralen Nervensystem führte während der Säugezeit zu schweren motorischen Funktionsstörungen und führte zum Tod. Anatomische und histopathologische Untersuchungen zeigten, dass der Verlust der m6A-Methylierungsmodifikation, verursacht durch die Löschung von Mettl3, die Entwicklung des Großhirnrinde und des Kleinhirns erheblich beeinträchtigte, was zu einer Verdünnung der Großhirnrinde und einer Fehlentwicklung des Kleinhirns führte. Der Verlust der m6A-Methylierungsmodifikation führte zu einer Dysregulation der Genexpression während der Differenzierung und Reifung von Granulneuronen im Kleinhirn, was zu einer umfangreichen Apoptose neu gebildeter Granulneuronen führte und die entscheidende Rolle der METTL3-vermittelten m6A-Modifikation in der Entwicklung des zentralen Nervensystems von Säugetieren hervorhebt. Neben seinen Auswirkungen auf die Entwicklung des zentralen Nervensystems beteiligt sich die m6A-Modifikation auch an der Regulation des erwachsenen Nervensystems. Axonverletzungen fördern einen Anstieg der m6A-Modifikationsniveaus in Nervenzellen, wodurch die Translationseffizienz einer Reihe von Genen, einschließlich derjenigen, die mit der Axonregeneration in Zusammenhang stehen, erhöht wird.

RNA-Methylierungsmodifikation (m6A) und RNA-Stoffwechsel

Eine zunehmende Anzahl von Forschungen deutet darauf hin, dass m6A eng in die Regulierung verschiedener Prozesse des RNA-Stoffwechsels involviert ist, die von der Verarbeitung von Prä-mRNA im Zellkern über die mRNA-Expression bis hin zur mRNA-Translation und -Abbau im Zytoplasma reichen. Im Zellkern rekrutiert m6A SRSF3 über sein Bindungsprotein YTHDC1 und beteiligt sich an der Regulierung des Spleißens von Prä-mRNA. Es moduliert auch die Vielfalt der Adenin-Polyadenylierung, indem es das selektive Spleißen des letzten Exons reguliert. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass das m6A-Modifikationsenzym-System, einschließlich METTL3, ALKBH5 und YTHDC1, an der Regulierung von mRNA-Exportprozessen beteiligt ist. Im Zytoplasma sind die Mechanismen, durch die m6A die Translation reguliert, vielfältig. Dazu gehören Wege wie der YTHDF1-eIF3-Weg, der die Effizienz der mRNA-Translation reguliert, sowie Prozesse, die durch die IGF2BP-Protein-Familie vermittelt werden. Unter Stressbedingungen beteiligt sich m6A an translationsregulatorischen Wegen, die nicht auf die 5'-Kappe angewiesen sind. Darüber hinaus reguliert m6A die Stabilität von mRNA durch verschiedene Wege, einschließlich der Rekrutierung von mRNA zu P-Körpern für den Abbau durch YTHDF2. Neueste Berichte haben auch gezeigt, dass die IGF2BP-Protein-Familie die Stabilität von mRNA aufrechterhält, indem sie spezifisch an m6A-modifizierte mRNA bindet. Zusätzlich kann m6A den RNA-Stoffwechsel regulieren, indem es die sekundäre Struktur von RNA moduliert.

Die biologischen Funktionen der RNA-Methylierungsmodifikation m5C

In den letzten Jahren hat eine zunehmende Anzahl von Forschungen die entscheidende regulatorische Rolle der m5C-Modifikation auf mRNA bei der RNA-Verarbeitung und dem Metabolismus sowie in normalen physiologischen Prozessen, einschließlich RNA-Metabolismus, Stammzell-Differenzierung und Stressreaktionen, hervorgehoben. Studien an embryonalen Stammzellen von Mäusen und im Gehirn haben unterschiedliche Ebenen und Verteilungen der m5C-Modifikation in verschiedenen Stadien der Stammzell-Differenzierung offenbart. Bei Arabidopsis thaliana zeigt die m5C-Modifikation auf mRNA Gewebespezifität und spielt eine entscheidende Rolle in der Pflanzenentwicklung. Mutante Pflanzen des m5C-Methyltransferase TRM4B in Arabidopsis zeigen eine gehemmt Zellteilung im Wurzelapikalmeristem, was zu kürzeren Wurzeln und einer erhöhten Empfindlichkeit gegenüber oxidativem Stress führt.

M6A-Modifikationsmechanismus

RNA-Methylierung Die Modifikation macht über 60 % aller RNA-Modifikationen aus, wobei m6A die am weitesten verbreitete Modifikation auf mRNA und lncRNAs in höheren Organismen ist. Derzeit wurde die m6A-Modifikation auch bei Mikro-RNAs, circRNAs, rRNAs, tRNAs und snoRNAs identifiziert. Das Auftreten der m6A-Modifikation zielt hauptsächlich auf Adenosine innerhalb des RRACH-Sequenzmotivs ab, und ihre Funktionalität wird durch die Komponenten "Writer", "Eraser" und "Reader" gesteuert. Der "Writer" bezieht sich auf den Methyltransferase-Komplex, der bekannte Komponenten wie METTL3, METTL14, WTAP und KIAA1429 umfasst. Im Gegensatz dazu wirken ALKBH5 und FTO als Demethylasen (Eraser), die in der Lage sind, Methylierungen rückgängig zu machen. m6A wird von m6A-bindenden Proteinen (Readers) erkannt, zu denen YTH-Domänenproteine (wie YTHDF1, YTHDF2, YTHDF3, YTHDC1 und YTHDC2) sowie die Familie der heterogenen nukleären Ribonukleoproteine (HNRNP) (HNRNPA2B1 und HNRNPC) gehören. Dieses komplexe System aus Writers, Erasers und Readers orchestriert die regulatorische Landschaft der m6A-Modifikation in der RNA-Biologie.

Dynamischer und reversibler Prozess der m6A-Modifikation und drei Erkennungsmethoden von Lesern

m6A-Methyltransferasen (Writer)

Methyltransferasen, auch bekannt als Writer, bilden eine entscheidende Klasse von katalytischen Enzymen, die für die Katalyse von m6A-Methylierungsmodifikationen auf mRNA verantwortlich sind. Writer erleichtern das "Schreiben" von Methylmodifikationen auf RNA und vermitteln damit den Prozess der RNA-Methylierungsmodifikation. Zu den häufigsten Molekülen in dieser Kategorie gehören METTL3 und METTL14, die beide die m6A-Methylierung von mRNA (und anderen nukleären RNAs) sowohl in vitro als auch in vivo katalysieren. Darüber hinaus fungiert WTAP als ein weiterer Schlüsselbestandteil innerhalb dieses Methyltransferase-Komplexes.

Die strukturelle Biologie hat aufgeklärt, dass METTL3 und METTL14 entscheidende katalytische Domänen besitzen und ein Heterokomplex bilden. METTL3 fungiert als die katalytische Untereinheit, während METTL14 eine zentrale Rolle bei der Substraterkennung spielt. Darüber hinaus sind WTAP, Vir und andere Faktoren integrale Bestandteile dieses Komplexes. Besonders hervorzuheben ist, dass WTAP eine entscheidende Rolle bei der Rekrutierung von METTL3 und METTL14 spielt. Diese Proteine katalysieren die Adenosin-Methylierung sowohl in vivo als auch in vitro. Homologe Proteine, die METTL3 und METTL14 ähneln, wurden nicht nur bei Säugetieren wie Menschen und Mäusen, sondern auch bei anderen Organismen wie Fruchtfliegen, Hefen und sogar Arabidopsis thaliana entdeckt.

m6A-Demethylasen (Radierer)

Radierer fungieren dazu, RNA-Methylierungsmodifikationen zu "löschen" und vermitteln somit den Prozess der Demethylierungsmodifikation auf RNA. In Eukaryoten umfassen die identifizierten m6A-Demethylasen hauptsächlich FTO und ALKBH5. FTO und ALKBH5 sind in der Lage, m6A-Methylierung von mRNA (und anderen nukleären RNAs) zu entfernen.

(Ying Yang et al. (2015)

Das FTO-Protein weist strukturelle Ähnlichkeiten mit der Alkb-Protein-Familie in seiner Kerndomäne auf, besitzt jedoch eine einzigartige C-terminale lange Schleife, die es von anderen Proteinen der Alkb-Familie unterscheidet. Es ist diese markante Domäne, die es dem FTO-Protein ermöglicht, Demethylierungsmodifikationen an methylierter einzelsträngiger DNA oder RNA zu katalysieren. Eine Dysregulation der Transkriptionsniveaus des FTO-Gens kann zu verschiedenen Krankheiten wie akuter myeloischer Leukämie führen. Ein weiterer entscheidender Demethylase, ALKBH5, ist in der Lage, mRNA im Zellkern zu demethylieren. Es besitzt eine N-terminale Region, die reich an Alanin ist, und eine einzigartige coiled-coil Struktur. Der Knockdown von ALKBH5 in Zelllinien führt zu einem signifikanten Anstieg der m6A-Modifikationsniveaus auf mRNA.

m6A-Methylierungsleser

Leser: Diese Proteine "lesen" die Informationen, die durch RNA-Methylierungsmodifikationen kodiert sind, und nehmen an nachgelagerten Prozessen wie der Translation und dem Abbau von RNA teil.

Verschiedene Reader-Proteine wurden durch RNA-Pull-Down-Experimente identifiziert, darunter Proteine mit YTH-Domänen, heterogene nukleäre Ribonukleoproteine (hnRNPs) und eukaryotische Initiationsfaktoren (eIFs). Die Funktionen dieser Reader-Proteine bestehen hauptsächlich darin, spezifisch an m6A-methylierte Regionen zu binden, homologe Bindungen mit RNA-bindenden Proteinen zu schwächen und die RNA-Sekundärstruktur zu verändern, wodurch die Protein-RNA-Interaktionen moduliert werden.

(Ying Yang et al. (2015)

Proteine, die die YTH-Domäne enthalten, umfassen YTHDC1-2 und YTHDF1-3, unter anderem. YTHDF1-3 erkennen hauptsächlich m6A-modifiziertes mRNA im Zytoplasma, während die Funktionen von YTHDC1-2 überwiegend im Zellkern lokalisiert sind. Diese Proteine besitzen eine YTH-Domäne am C-Terminus, die eine spezifische RNA-Bindung durch Überlappung mit dem m6A-Motiv ermöglicht. Darüber hinaus sind ihre prolin-/glutamin-/asparaginreichen (P/Q/N-reichen) Domänen mit der subzellulären Lokalisation assoziiert.

eIF3-Proteine können an Basen binden, die eine m6A-Modifikation in der RNA 5'UTR aufweisen, und fördern damit die mRNA-Translation. Dies stellt einen neuartigen Mechanismus dar, der nahezu unabhängig von der traditionellen eIF4-Aktivierung für den Übersetzungsbeginn ist. RNA, die unter dem Einfluss von eIF3 rekrutiert wird, bildet einen Proteinkomplex am 5' Endkappen, der die Rekrutierung des 43S-Ribosoms erleichtert.

HNRNPA2B1, ein Mitglied der hnRNP-Protein-Familie, behält die Funktionalität eines Leser-Proteins. Im Gegensatz zum YTHDC1-Protein bindet HNRNPA2B1 nicht direkt an m6A-modifizierte Basen. Neben der Aktivierung von nachgeschalteten Wegen der primären miRNA (pri-miRNA) ist HNRNPA2B1 auch an der Verarbeitung von pre-miRNA beteiligt.

(Ying Yang et al. (2015)

Wie erkennt man m6A?

Die Nachweismethoden für m6A sind vielfältig und umfassen unter anderem MeRIP-seq, miCLIP-seq, MeRIP-qPCR und LC-MS/MS.

MeRIP-seqBasierend auf der Immunpräzipitation-Anreicherungstechnologie kombiniert dieser Ansatz IP- und Input-Bibliotheken zur Analyse von m6A-Modifikationen. Die Input-Bibliothek, ähnlich wie RNA-seq-Bibliotheken, ermöglicht die Analyse von Expressionsprofilen. Technische Merkmale: Einfache Bibliothekskonstruktion, ausgereifte Technologie.

miCLIP-seq: Durch die Nutzung von UV-Crosslinking und IP-Technologie erreicht diese Methode eine Detektion mit Einzelbasenauflösung. Sie identifiziert präzise m6A-Modifikationsstellen mithilfe von CT-Mutationen und kann mehrere m6A-Stellen innerhalb eines einzelnen Peaks nachweisen. Technische Merkmale: Einzelbasenauflösung, erfordert hohe RNA-Qualität und -Eingabe, komplexe Bibliothekskonstruktion.

MeRIP-qPCR: Diese Methode zielt auf spezifische Regionen zur Erkennung von m6A-Modifikationen ab und bietet eine relativ hohe Genauigkeit. Sie erfordert die Zugabe von vollständig methylierten und unmethylierten Standards. Technische Merkmale: Zielgerichteter Ansatz, höhere Genauigkeit.

Forschungsstrategie für m6A

Identifizierung relevanter Beziehungen:

Nutzung von Hochdurchsatz-Sequenzierungstechnologien zur umfassenden Charakterisierung der m6A-Methylierungslandschaft:

Verfolgung von Veränderungen in der Häufigkeit von m6A-Peaks

Bewertung von Veränderungen in der Anzahl m6A-modifizierter Gene

Analyse der Verteilung von m6A-Spitzen innerhalb einzelner Gene

Untersuchung der Verteilung von m6A-Peaks über genomische Elemente hinweg

Durchführung einer Motivanalyse von m6A-Spitzen

Durchführung einer funktionalen Analyse von Genen, die durch m6A-Spitzen modifiziert wurden.

Auswahl spezifischer m6A-Peaks und Gene:

Identifizierung von differentiellen m6A-Spitzen

Funktionale Analyse von Genen mit unterschiedlichen m6A-Modifikationen

Protein-Protein-Interaktionsanalyse (PPI) von Genen mit unterschiedlichen m6A-Modifikationen

Analyse von m6A-Modifikationen in Kandidatengenen

Integration des m6A Methyloms und Transkriptoms:

Korrelationsanalyse zwischen differenziell methylierten Genen (DMG) und differenziell exprimierten Genen (DEG)

Auswahl von Zielgenen, die durch m6A modifiziert sind

Überprüfung kausaler Beziehungen:

Knockout oder Überexpression von m6A-verwandten Enzymen in Kombination mit Transkriptom-Sequenzierung zur Identifizierung von Zielgenen

Validierung der Genfunktion durch Knockout und Überexpression von Zielgenen

Bestätigung der direkten Regulation von Zielgenen durch relevante Methyltransferasen mittels Analyse von Punktmutationen in Motiven

Häufig gestellte Fragen:

Was sind die Auswirkungen von m6A-Modifikationen auf mRNA?

m6A-Modifikationen üben vielfältige Effekte auf mRNA aus. Sie können die Stabilität von mRNA modulieren, indem sie entweder den Abbau fördern oder die Stabilität erhöhen. Darüber hinaus spielen m6A-Modifikationen eine Rolle bei der Regulierung der Effizienz der mRNA-Translation, beeinflussen die Spleißmuster von mRNA, vermitteln den Export von mRNA aus dem Zellkern ins Zytoplasma und steuern die Lokalisierung von mRNA innerhalb der Zellen.

Für weitere Informationen siehe "Welche Rolle spielt die m6A-Methylierung von RNA?"

Welche Krankheiten sind mit m6A assoziiert?

Die Dysregulation von m6A-Modifikationen ist mit verschiedenen Krankheiten verbunden. Dazu gehören Krebs, bei dem veränderte m6A-Muster zur Tumorinitiierung, -progression und Arzneimittelresistenz beitragen. Neurologische Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson zeigen ebenfalls Zusammenhänge mit der Dysregulation von m6A. Darüber hinaus sind Stoffwechselerkrankungen wie Fettleibigkeit und Diabetes sowie Virusinfektionen mit Störungen in m6A-vermittelten Prozessen verbunden.

Referenzen:

1. Wang, S., Lv, W., Li, T. et al. Dynamische Regulation und Funktionen der mRNA m6A-Modifikation. Krebszellint 22, 48 (2022).
2. Wang, X., Feng, J., Xue, Y. et al. Strukturgrundlage der N6-Adenosin-Methylierung durch den METTL3–METTL14-Komplex. Natur 534, 575–578 (2016).
3. Natalia Pinello, Stephanie Sun und Justin Jong-Leong Wong. Krebsbiologie & Medizin November 2018, 15 (4) 323-334