主要观点总结
中山大学骆观正课题组在单分子测序与RNA表观转录组研究领域取得重要突破,开发了基于纳米孔直接RNA测序的高精度m6A单分子检测工具SingleMod。该研究描绘了多个人类细胞系及远缘物种的m6A单分子图谱,并揭示了m6A基因组学特征与进化规律。该研究破解了RNA修饰检测的困境,为在单分子水平研究表观转录组提供了革命性的机遇。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景及重要性
现有RNA甲基化检测方法主要基于二代测序,存在平均化问题,难以还原每一条RNA分子上修饰的真实状态。SingleMod模型的提出解决了单分子m6A检测难题,为表观转录组研究提供全新理念。
关键观点2: 技术突破与特点
本研究提出了多示例回归(MIR)算法,实现了高效利用基于NGS的绝对定量的m6A检测方法给出的位点甲基化率标签,训练了SingleMod模型。该模型可用于旧版和新版DRS数据的m6A检测。
关键观点3: 研究成果
研究使用SingleMod构建了三种人类细胞系的单分子m6A图谱,并探讨了m6A的精细定量、细胞间稳定性等特征。此外,通过对远缘物种的单分子m6A图谱的比较,揭示了三种不同的m6A分布模式。
正文
本研究使用SingleMod构建了三种人类细胞系的单分子m6A图谱,并首次从单分子层面探讨了m6A的精细定量、细胞间稳定性、分布特征以及分子间的异质性。特别地,研究发现,m6A显著增加了同一基因或转录本内RNA分子的异质性。
通过系统比较哺乳动物、鱼类、植物、原生动物及绿藻等八个远缘物种的单分子m6A图谱,本研究揭示了三种不同的m6A分布模式,即脊椎动物模式、植物和原生动物模式以及绿藻模式。本研究进一步发现,EJC介导的排除性m6A添加模型不能解释非脊椎动物的m6A分布模式,提示这些物种中存在不一样的m6A调控机制。
综上,
本研究不仅在m6A修饰检测技术上实现关键突破,在单分子水平上获得了关于m6A的一系列新颖的生物学见解,更为表观转录组研究提供了全新的理念
。
中山大学生命科学学院
谢应源
、
钟振东
、
陈鸿萱
三位博士生为共同第一作者,
骆观正
教授与
张璋
副教授为共同通讯作者。课题组成员
丘远涛
、
任泽慧
等参与了研究。同时,该工作也得到了华南农业大学吴健教授及深圳湾实验室李子刚研究员、尹丰研究员的大力支持。