文獻解讀：m6A甲基化在豬、雞、山羊等動物肌肉發育中的重要作用
m6A是RNA上最豐富的一種修飾，平均每條轉錄本有1~3個m6A修飾。m6A甲基化通過基因轉錄后調控，參與細胞分化、胚胎發育、X染色體失活、環境應激和各種疾病的發生發展。本期我們通過解讀3篇關于m6A甲基化在豬胚胎期骨骼肌發育、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育。然而m6A甲基化在胚胎期骨骼肌生成中的狀態和功能仍不清楚。研究人員首先證明METTL14（一種m6A甲基轉移酶）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，對豬骨骼肌發育六個胚胎期的縱向轉錄組和表觀轉錄組圖譜進行分析，結果顯示：胚胎期骨骼肌發育六個不同階段的m6A修飾呈現高度的動態變化，且大多數受影響的基因在與骨骼肌發育相關的通路中富集。IGF2BP1 RIP-seq證實了胰島素樣生長因子2 mRNA結合蛋白1(IGF2BP1)靶向與骨骼肌發育相關通路的76個基因，包括關鍵肌肉發育標記基因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育中m6A甲基化的動力學，且確定了參與豬胚胎期骨骼肌發育基因表達的關鍵基因。
骨骼肌發育六個產前階段m6A修飾與基因表達顯著相關
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鍵作用）
時間：2021.2
期刊：Front Cell Dev Biol
2021影響因子：IF 5.201
技術平臺：m6A-seq（MeRIP-seq）、RNA-seq
實驗方法和流程設計
摘要：
肉雞養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）技術比較肥肉和瘦肉雞的m6A甲基化圖譜，發現起始密碼子、停止密碼子、編碼區域和3’UTR區域通常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，而低m6A甲基化基因主要參與與發育相關過程。此外作者發現許多基因的mRNA水平可能受m6A修飾調控。這是肉雞脂肪轉錄組中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
技術平臺：m6A-seq（MeRIP-seq）、RNA-seq，MeRIP-qPCR
摘要：
m6A修飾在哺乳動物發育中起著關鍵作用。然而，m6A修飾在骨骼肌發育中的作用仍不清楚。骨骼肌是畜禽肉產品的主要組成部分，其發育進程決定畜禽肉產量和品質。因此，解析山羊骨骼肌發育調控機制，有助于改良我國山羊的產肉性能和肉品質。本研究通過對75 日齡胎羊和新生海門山羊兩個發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，不僅豐富了肌肉發育的分子調控理論，也為促進肉羊育種和生長調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縱向轉錄組分析揭示了m6A甲基化在豬胚胎期骨骼肌發育中的重要作用
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育。然而m6A甲基化在胚胎期骨骼肌生成中的狀態和功能仍不清楚。研究人員首先證明METTL14（一種m6A甲基轉移酶）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，對豬骨骼肌發育六個胚胎期的縱向轉錄組和表觀轉錄組圖譜進行分析，結果顯示：胚胎期骨骼肌發育六個不同階段的m6A修飾呈現高度的動態變化，且大多數受影響的基因在與骨骼肌發育相關的通路中富集。IGF2BP1 RIP-seq證實了胰島素樣生長因子2 mRNA結合蛋白1(IGF2BP1)靶向與骨骼肌發育相關通路的76個基因，包括關鍵肌肉發育標記基因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育中m6A甲基化的動力學，且確定了參與豬胚胎期骨骼肌發育基因表達的關鍵基因。
骨骼肌發育六個產前階段m6A修飾與基因表達顯著相關
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鍵作用）
時間：2021.2
期刊：Front Cell Dev Biol
2021影響因子：IF 5.201
技術平臺：m6A-seq（MeRIP-seq）、RNA-seq
實驗方法和流程設計
摘要：
肉雞養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）技術比較肥肉和瘦肉雞的m6A甲基化圖譜，發現起始密碼子、停止密碼子、編碼區域和3’UTR區域通常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，而低m6A甲基化基因主要參與與發育相關過程。此外作者發現許多基因的mRNA水平可能受m6A修飾調控。這是肉雞脂肪轉錄組中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
技術平臺：m6A-seq（MeRIP-seq）、RNA-seq，MeRIP-qPCR
示意圖
摘要：
m6A修飾在哺乳動物發育中起著關鍵作用。然而，m6A修飾在骨骼肌發育中的作用仍不清楚。骨骼肌是畜禽肉產品的主要組成部分，其發育進程決定畜禽肉產量和品質。因此，解析山羊骨骼肌發育調控機制，有助于改良我國山羊的產肉性能和肉品質。本研究通過對75 日齡胎羊和新生海門山羊兩個發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，不僅豐富了肌肉發育的分子調控理論，也為促進肉羊育種和生長調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
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