研究揭示m6A修飾對人類疾病遺傳力的貢獻

2020-11-28 科學網

研究揭示m6A修飾對人類疾病遺傳力的貢獻

作者:

小柯機器人

發布時間:2020/6/30 21:31:04

美國芝加哥大學何川、Xin He、Matthew Stephens等研究人員合作揭示N6-甲基腺苷(m6A)修飾對人類疾病遺傳力的貢獻。這一研究成果於2020年6月29日在線發表於《自然—遺傳學》。

研究人員繪製了60個約魯巴(YRI)淋巴母細胞樣細胞系中m6A峰的定量特徵位點(QTL)。研究人員發現,m6A QTL很大程度上不依賴於表達和剪接QTL,並且富含RNA結合蛋白的結合位點、RNA結構改變變體和轉錄特徵。對m6A的QTL及其相關分子性狀的聯合分析表明,m6A的下遊效應是異質的,且取決於背景。

 

研究人員鑑定了介導m6A影響翻譯的蛋白質。通過與全基因組關聯研究數據的整合,研究人員發現m6A QTL以與剪接QTL以及表達QTL約一半相當的水平促進了各種免疫和血液相關性狀的遺傳。通過在整個轉錄組關聯研究框架中利用m6A QTL,研究人員鑑定了這些特徵的潛在風險基因。

 

據了解,N6-甲基腺苷(m6A)在調節信使RNA加工中起重要作用。儘管在該領域取得了快速進展,但對m6A修飾的遺傳決定因素及其在常見疾病中的作用了解甚少。

 

附:英文原文

Title: Genetic analyses support the contribution of mRNA N 6 -methyladenosine (m 6 A) modification to human disease heritability

Author: Zijie Zhang, Kaixuan Luo, Zhongyu Zou, Maguanyun Qiu, Jiakun Tian, Laura Sieh, Hailing Shi, Yuxin Zou, Gao Wang, Jean Morrison, Allen C. Zhu, Min Qiao, Zhongshan Li, Matthew Stephens, Xin He, Chuan He

Issue&Volume: 2020-06-29

Abstract: N6-methyladenosine (m6A) plays important roles in regulating messenger RNA processing. Despite rapid progress in this field, little is known about the genetic determinants of m6A modification and their role in common diseases. In this study, we mapped the quantitative trait loci (QTLs) of m6A peaks in 60 Yoruba (YRI) lymphoblastoid cell lines. We found that m6A QTLs are largely independent of expression and splicing QTLs and are enriched with binding sites of RNA-binding proteins, RNA structure-changing variants and transcriptional features. Joint analysis of the QTLs of m6A and related molecular traits suggests that the downstream effects of m6A are heterogeneous and context dependent. We identified proteins that mediate m6A effects on translation. Through integration with data from genome-wide association studies, we show that m6A QTLs contribute to the heritability of various immune and blood-related traits at levels comparable to splicing QTLs and roughly half of expression QTLs. By leveraging m6A QTLs in a transcriptome-wide association study framework, we identified putative risk genes of these traits. Quantitative trait locus (QTL) mapping of N6-methyladenosine (m6A) in human cells highlights the role of RNA-binding proteins, RNA secondary structure and context-dependent m6A effects. m6A QTLs are enriched in loci associated with immune and blood-related traits.

DOI: 10.1038/s41588-020-0644-z

Source: https://www.nature.com/articles/s41588-020-0644-z

相關焦點

  • 研究揭示RNA m6A修飾調控人幹細胞衰老的新機制
    已有研究表明,m6A作為基因表達調控中的重要節點,通過調節靶RNA的出核、穩定性、選擇性剪接和翻譯過程,參與調控諸多生物學事件,而關於m6A在衰老特別是在人幹細胞衰老過程中的研究卻鮮有報導。因此,m6A在人幹細胞衰老過程中的動態變化規律、調控作用及關鍵調節因子均需進一步闡明。
  • 動物所等揭示RNA m6A修飾調控人幹細胞衰老的新機制
    已有研究表明,m6A作為基因表達調控中的重要節點,通過調節靶RNA的出核、穩定性、選擇性剪接和翻譯過程,參與調控諸多生物學事件,而關於m6A在衰老特別是在人幹細胞衰老過程中的研究卻鮮有報導。因此,m6A在人幹細胞衰老過程中的動態變化規律、調控作用及關鍵調節因子均需進一步闡明。
  • 【學術前沿】曲靜/慈維敏/張維綺/劉光慧合作揭示RNA m6A修飾調控...
    該研究以兒童早衰症和成年早衰症的人間充質幹細胞為模型,探究了RNA甲基化修飾m6A及其核心甲基轉移酶METTL3在人幹細胞衰老過程中的變化規律,揭示了細胞周期因子MIS12作為METTL3/m6A的下遊效應因子調控幹細胞衰老的新型作用機制。
  • 【科技前沿】曲靜/慈維敏/張維綺/劉光慧合作揭示RNA m6A修飾調控...
    該研究以兒童早衰症和成年早衰症的人間充質幹細胞為模型,探究了RNA甲基化修飾m6A及其核心甲基轉移酶METTL3在人幹細胞衰老過程中的變化規律,揭示了細胞周期因子MIS12作為METTL3/m6A的下遊效應因子調控幹細胞衰老的新型作用機制。
  • 研究揭示YTHDF蛋白調節m6A修飾mRNA的統一功能
    研究揭示YTHDF蛋白調節m6A修飾mRNA的統一功能 作者:小柯機器人 發布時間:2020/6/3 22:12:58 美國康奈爾大學Samie R.
  • 群體水平揭示玉米DNA甲基化變異對表型的貢獻 | Genome Biology
  • Nat Comm|40個全基因組關聯研究中361種血液代謝物的遺傳力估計
    對2008年11月至2018年10月發布的所有全基因組關聯和外顯子組測序研究進行了綜述,並鑑定了與代謝物水平相關的>800個類別特異性代謝物基因座。研究揭示了不同類別的脂質和有機酸在h2代謝物命中率上的顯著差異。此外,具有高不飽和度的磷脂醯膽鹼比具有低不飽和度的磷脂醯膽鹼具有更高的h2代謝物命中率。這項研究強調了代謝物水平的常見遺傳變異的重要性,並闡明了代謝物類別的遺傳結構。
  • 心臟中m6A修飾的重塑揭示心肌細胞肥大相關的幾個保守轉錄後事件
    美國俄亥俄州立大學生理與細胞生物學系Federica Accornero研究團隊在2020年11月在JMCC雜誌發表了題為「Remodeling
  • ...組在《科學》期刊合作發文揭示人類早期胚胎組蛋白修飾重編程過程
    清華生命學院頡偉課題組在《科學》期刊合作發文揭示人類早期胚胎組蛋白修飾重編程過程清華新聞網7月8日電 清華大學生命科學學院頡偉課題組與鄭州大學第一附屬醫院孫瑩璞/徐家偉課題組合作,揭示了人類早期發育過程中組蛋白修飾的重編程過程。
  • 研究揭示m6A RNA表觀遺傳修飾對成年小鼠造血幹細胞靜息狀態的調控...
    研究揭示m6A RNA表觀遺傳修飾對成年小鼠造血幹細胞靜息狀態的調控作用 2018-07-20 上海生命科學研究院 該工作首次揭示了m6A RNA表觀遺傳修飾在成體造血幹細胞(HSC)自我更新中的關鍵作用。
  • 研究發現m6A修飾在小腦發育中的新功能
    N6-甲基腺嘌呤(m6A)修飾是RNA上分布最廣泛的一種化學修飾,參與調控RNA的翻譯m6A修飾是由METTL3、METTL14以及WTAP等構成的m6A甲基轉移酶複合物催化形成的,其中METTL3是m6A甲基轉移複合物的核心組分。在小鼠中,敲除Mettl3基因可導致早期胚胎發育終止,表明m6A甲基化修飾在哺乳動物胚胎發育中扮演重要角色。
  • 首次揭示RNA的m6A修飾調控染色質狀態和轉錄活性的重要機制—新聞...
    《科學》發表同濟大學高亞威教授團隊聯合研究成果
  • 新研究揭示mA通過共轉錄逆向調控組蛋白修飾的現象和機制
    南方醫科大學夏來新團隊長期圍繞RNA代謝和發育調控的關係,重點關注RNA加工在人類胚胎發育中的調控作用,旨在揭示RNA剪切和修飾在人類胚胎發育過程中的動態分布和基本功能,為人類出生缺陷和胎源性疾病的診治、藥物研發等提供理論依據及線索。
  • 我國科學家揭示人類早期胚胎組蛋白修飾重編程
    伴隨著發育的進行,表觀遺傳學修飾經歷了劇烈的重編程。近年來,以小鼠等模式生物為研究模型,DNA甲基化、染色質開放性、染色質高級結構以及組蛋白修飾等表觀遺傳學特徵的動態變化過程和規律都逐漸被揭示。  2019年7月4日,鄭州大學孫瑩璞課題組與清華大學頡偉課題組在Science上發表研究長文Resetting histone modifications during human parental-to-zygotic transition,揭示了人類早期發育過程中組蛋白修飾的重編程過程。
  • 《科學》首次揭示RNA的m6A修飾調控染色質狀態和轉錄活性的重要機制
    為發育和疾病的調控和靶點開發提供了重要的理論依據。1月17日,同濟大學生命科學與技術學院、附屬東方醫院高亞威教授聯合美國芝加哥大學教授何川、中科院北京基因組研究所研究員韓大力合作完成的研究成果《染色體相關RNA上的m6A 修飾參與染色質狀態與轉錄活性的調控》,在線發表於國際頂尖學術期刊《科學》。
  • Cell Research:揭示m6A RNA修飾在哺乳動物精子發生中的作用機制
    中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所童明漢研究組的研究成果,以Mettl3/Mettl14該研究繪製了小鼠不同發育階段生精細胞的m6A RNA修飾圖譜,揭示了m6A RNA修飾通過調控精子發生過程中關鍵基因的轉錄後翻譯,從而控制精子發生的分子機制。精子發生是高度複雜和特化的細胞發育過程,包括精原細胞增殖、精母細胞減數分裂和精子形成三個階段。精子發生過程中的基因表達在轉錄水平、轉錄後水平及翻譯水平上受到精密的調控,從而確保精子發生不同階段功能特異基因的準確表達。
  • 新研究揭示亞硝基化修飾調控哺乳動物蛋白質合成的速度與精確性
    該項研究中,研究人員首先發現:活性氧H2O2引起的氧化應激不能調節人或鼠線粒體及細胞質ThrRS的活性;與之相反的是,活性氮(Reactive Nitrogen Species, RNS)一氧化氮供體GSNO卻顯著下調線粒體ThrRS的氨基醯化與誤氨基醯化能力;通過自主優化的不可逆Biotin-Switch方法(Irreversible Biotin-switch
  • Cell子刊:揭示m6A修飾調控體細胞重編程的機理
    近日,發表在《Cell Reports》上的研究中,中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院研究員陳捷凱課題組揭示了m6A修飾調控體細胞重編程的機理,對理解m6A在體細胞重編程等細胞命運決定過程中的功能提供了新視角。
  • circRNA的m6A甲基化修飾促進結直腸癌肝轉移的新機制
    N6-甲基腺嘌呤(m6A)修飾是mRNA、ncRNA上分布廣泛的鹼基修飾形式之一。CircRNA是mRNA剪切過程中反向剪切形成的單鏈閉合環形RNA,在基因表達調控中發揮重要作用,可作為疾病的生物標誌物,在臨床診斷和治療方面有廣闊的應用前景。
  • 什麼是SNP遺傳力?
    heritability,翻譯為遺傳力, 用來描述表型變異中遺傳變異的比例。眾所周知,表型(P)由基因型(G)和環境因素(E)共同控制, 即P = G  + E遺傳力就是基因G所佔的比例,具體的,通過方差來描述遺傳變異和表型變異,則遺傳力的公式如下分子為一組樣本基因型的方差,分母為表型的方差。