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單細胞測序技術服務 靶向lncRNA单细胞全转录组测序 單細胞全轉錄組測序 |
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生物分子凝聚體研究 HyPro靶RNA临近标记技术 |
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RNA-蛋白相互作用 HyPro - MS CHIRP – MS RNA pull-down MS |
RNA-RNA/DNA相互作用 HyPro-seq/芯片 CHIRP-seq |
蛋白-RNA相互作用 AGO APP seq/芯片 RIP-RNA seq/芯片 |
蛋白-蛋白相互作用 CoIP-MS/AP-MS |
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NGS测序技术服务 DRIPc-seq |
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NGS测序技术服务 環狀DNA测序 |
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基因芯片技術服務 Small RNA修饰芯片 m6A单碱基分辨率芯片 mRNA&lncRNA表观转录组芯片 circRNA表观转录组芯片 |
NGS测序技术服务 表觀轉錄組學測序服務 RNA m6A甲基化测序（MeRIP Seq） |
LC-MS mRNA碱基修饰检测 tRNA碱基修饰检测 |
PCR技术服务 MeRIP-PCR技术服务 m6A绝对定量RT-PCR技术服务 m6A单碱基位点PCR（MazF酶切法）技术服务 |
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NGS测序技术服务 DNA（羟）甲基化测序（抗体法） DNA甲酰基胞嘧啶(5fc)修饰测序 DNA 5hmC 测序（化学法） 染色質免疫共沉澱測序 |
PCR技术服务 MeDIP-qPCR hMeDIP-qPCR ChIP-qPCR |
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Ribo-seq Ribo seq |
核糖體-新生肽链复合物(RNC) RNC联合 circRNA芯片 RNC联合 lncRNA芯片 RNC联合mRNA-seq |
Small RNA，例如microRNA，tRNA來源小RNA（tsRNA，包括tRF&tiRNA）等，其RNA分子上具有多種不同的修飾，其中如5-甲基胞苷（m5C），7-甲基鳥苷（m7G），8-氧代鳥嘌呤（O8G），假尿苷（Ψ）和N6-甲基腺苷（m6A）等修饰能够在多种生物学过程中调控相应small RNA的活性，并对于疾病的发生发展具有重要作用。随着技术的发展，现今高分辨率和高通量的检测与定量修饰small RNA水平的方法使其有望成爲臨牀診斷中的新一類高靈敏度疾病生物標誌物。
Small RNA上的修飾影響miRNA生成
RNA鏈上含有由RNA編輯酶ADAR1產生的肌苷的pri-miRNA能夠抵抗miRNA剪切酶Drosha的切割，从而减少成熟miRNA的產生[1]。另一方面，带有m6A修飾的pri-miRNA則會促進Drosha的切割，導致成熟miRNA的增加[2]。除此之外，m7G修飾被發現也能夠促進pre-miRNA的成熟(如let-7e上的m7G修飾)[3]。
Small RNA上的修飾影響miRNA識別靶基因
已知miRNA種子區修飾(如miR-184和miR-1上的O8G修飾)能夠改變miRNA-mRNA鹼基配對，影响miRNA靶向目的基因的特異性，进而产生影响巨大的生物学后果[4-6]。这些修饰在病理条件下被添加到small RNA上，可以作为一种表观转录机制来调控基因的表达[5,6]。
Small RNA上的修飾影響其穩定性
哺乳動物small RNA(如siRNA和piRNA) 的3 '端2 ' - O -甲基化(2 ' -OMe)可保護small RNA免受尿苷化和RNA降解途徑的降解[7]。2 ' -OMe可以延長植物miRNA被攝入人體後在體內的半衰期，这产生了一种有趣的可能，即来自植物性饮食的修饰small RNA可以在人體胃腸道中存在足夠長的時間，进而调节人体的生理过程[8,9]。
區分自身和外源RNA
缺乏肌苷修飾的外源dsRNA能夠與一種dsRNA解旋酶類型的RIG-I样受体蛋白MDA5結合，触发抗病毒天然免疫反应[10]。有研究表明，缺乏18位2 ' - O甲基化(Gm)的細菌tRNAs能夠被相關免疫細胞中內體表面的toll樣受體7 (TLR-7)識別，激活下游天然免疫反应[11]。
8-氧代鳥嘌呤（O8G）
活性氧(ROS)可將miRNA中的鳥嘌呤(G)轉化爲8-氧鳥嘌呤(O8G)。O8G鹼基會與腺嘌呤(A)配對，而不是和原本未修飾的G一樣與C配對。因此，miRNAs種子區(位置2-8)的O8G修飾通過O8G•A鹼基對改變mRNA靶向性。例如，在大鼠成心肌细胞H9c2中，当氧化应激导致RNA帶上O8G修飾時，miR-184與其新的mRNA靶標BCL-XL和BCL-W結合並抑制其翻譯，导致心肌细胞死亡增加[4]。在另一個例子中，仅在miR-1的種子區引入O8G就足以引起小鼠發生心肌肥大[5]。相反，对O8G-miR-1的特異性抑制可減輕心肌肥大的表型。因此，miRNA的O8G氧化可以作爲一種重要的表觀轉錄調控機制來影響氧化還原介導的基因表達以及相應疾病的發生發展[5]。
7-甲基鳥苷（m7G）
m7G甲基轉移酶METTL1通過m7G直接與miRNA前體結合，并加速pre-miRNA成熟[3]。在经过pre-miRNA的加工過程後，m7G可能仍處於成熟miRNA上，并调控成熟miRNA的功能。例如，带有m7G修飾的成熟let-7e能夠下調靶HMGA2 mRNA的穩定性和翻譯效率，通过降低HMGA2的水平來抑制肺癌細胞的遷移和增殖。
假尿苷（Ψ）
假尿苷（Ψ）是RNA上最豐富的修飾之一。在假尿苷合成酶7 (PUS7)的催化下，tsRNA 5 '端 寡聚鸟嘌呤(TOG)中的假尿苷化可激活人胚胎幹細胞中tsRNA介導的整體翻譯抑制[12]。
N6-甲基腺苷（m6A）
一方面，通过对于m6A抗體富集的miRNA及其上帶有的m6A修飾基序RRACH進行分析，人们发现在人类胚胎肾细胞HEK293中，有超过200種成熟的miRNA被m6A修飾[13]。
另一方面，m6A修飾能夠影響miRNA功能。例如，在miR-17-5p或let-7a-5p中，m6A引起mRNA識別位點周圍的大範圍構象變化，改变miRNA的靶向效率[14]。总的来说，与配对的正常组织相比，癌组织中miRNAs上的m6A甲基化顯著增加。尤其值得注意的是，在血清中m6A修飾的miR-17-5p水平在區分早期胰腺癌患者與健康人時具有極高的靈敏度和特異性[14]。因此，miRNA中的m6A修飾狀態可以作爲早期癌症的診斷生物標誌物。以上结果表明，对m6A修飾的研究是我們理解miRNA生物學功能的另一個重要角度。
5-甲基胞苷（m5C）
miRNA上的m5C修飾能夠干擾miRNA/mRNA雙鏈的形成，导致miRNA自身基因沉默活性的喪失。例如，m5C修飾解除了miRNA-181a-5p的抑癌功能，并与多形性成胶质细胞瘤(GBM)的預後不良相關[15]。此外，m5C修飾還會引起RISC沉默複合物的結構變化。例如，在miR-200c-3p中，靠近MRE位點的第9位鹼基上m5C修飾破壞了miRNA與AGO的Ser220間形成的氫鍵，导致与AGO的Arg761相互作用的miRNA第8位鳥嘌呤發生移位[14]。
Small RNA修飾與疾病的關聯使其有望成爲一類新的表觀轉錄組層面的生物標誌物，并且这些潜在的生物标志物具有优良的诊断疾病與判斷患者預後的能力。例如，miRNA的O8G氧化影響氧化還原介導的基因表達，并与心肌细胞上发生的疾病相关[5]。此外，与正常组织相比，m6A修飾的miRNA在癌症中顯著增加。举例而言，对血清中m6A修飾的miR-17-5p水平檢測在診斷早期胰腺癌的過程中具有極高的靈敏度和特異性[14]。
[1] Kawahara, Y., et al. (2008) "Frequency and fate of microRNA editing in human brain" Nucleic Acids Res 36(16):5270-80 [PMID: 18684997]
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[3] Pandolfini, L., et al. (2019) "METTL1 Promotes let-7 MicroRNA Processing via m7G Methylation" Mol Cell 74(6):1278-1290 e9 [PMID: 31031083]
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