2'-O-甲基化与核糖
甲基加在核糖的 2' 羟基上,碱基没有变,所以它不可能靠读碱基读出来。它占住的位置会受到保护,它的分布被引导 RNA 安排,而它也是细胞区分自身 RNA 与不该出现的 RNA 的一部分。
01研究问题
研究得比较清楚的位点多落在高度结构化的 RNA 上,那里的修饰按引导位点沉积,而不是随机散开。等到能报告核糖的化学在碱基分辨率上可用之后,mRNA 与其他类群上的工作才跟上来。
修饰接下来要对照什么,通常是三件事之一:局部结构怎么表现、转录本怎么被处理,以及这段 RNA 如何被检查外来序列的机器识别。
02要看哪些指标
- 核糖保护:2' 位被占住之后,这段 RNA 在化学上还开放什么 —— 这是研究这个修饰的机制理由。
- 引导位点分布:哪些位置被甲基化,以及它们是否沿着结构化 RNA 上那套引导排布。
- 剪接与加工:被甲基化的位置是否落在被差别处理的位点附近。
- 稳定性:修饰是否与这段 RNA 能存在多久一起变化。
- 蛋白结合:哪些蛋白出现在修饰位置处或其附近。
- 外来 RNA 的识别:带有这个修饰之后,读 5' 端与核糖化学的机器处理它的方式是否改变。
03走哪条路线
路线要能读到核糖,而不是碱基;同组的其他修饰与它需要分开考虑。
| 路线 | 方法 | 读什么 |
|---|---|---|
| 位点级 | Nm 单碱基测序(NM-seq) | 以高碘酸氧化、消除与去磷酸化一类的核糖化学报告被甲基化的核糖位置,而不是碱基改变 |
| rRNA 位点级 | rRNA Nm 测序(RiboMeth-seq) | 碱性随机断裂切开未修饰位点,甲基化核糖抗切割;按 18S、28S、5.8S rRNA 坐标给出位点比例 |
| 修饰谱系参考 | 修饰类型总览 | 核糖上的这个修饰与碱基层面的其他修饰在读法上的差别 |
| 同组入口 | 新兴修饰 | 与二氢尿苷、m3C 共用一套「先铺图谱」的准备思路 |
| 旁证方法 | LC-MS 能补什么 | 用质谱读一段选定 RNA 的组成,作为位点结果的独立旁证(方法说明见该文) |
04可联合研究的平台
把「一个位置」变成「一句关于 RNA 的结论」,通常还要把修饰数据与下面这些平台的结果放在一起看;这些平台由研究方自有平台或合作平台提供,本站负责把修饰读到核糖上的具体位置,并与之对齐。
- 转录本丰度:可联合 RNA-seq 或表达芯片,把位点的变化与分子数量的变化分开。
- 局部结构:可联合 DMS 一类的结构探测平台,报告这段区域在化学上还开放什么 —— 这是核糖修饰最直接回应的那类结论。
- 引导 RNA 的表达:可联合 small RNA 测序,看哪些引导分子被表达,把位点集合与它们所处的引导排布连起来。
- RNA-蛋白互作:可联合 eCLIP-seq 与 HyPro-MS,找出在位置处或其附近结合的蛋白,用于追阅读蛋白或修饰酶。
05项目怎么设
先确认路线读的是核糖而不是碱基 —— 只报告碱基转化的方法看不到这个修饰,方向错了,后面每个位置都会落空。
位点定下来之后,再明确这一轮要主张三件事里的哪一件:结构、加工,还是识别。三者的旁证不同,混在一轮里只会让结论变模糊。
如果某个位置的结论单独承担结果,就在选定的一段 RNA 上给它配一个不依赖同一套化学的独立核对。这类核对不给出位置,因此是补充而不是替代。
06常见问题
为什么不能用读碱基的方法测这个修饰?
因为碱基没变。依赖配对变化或碱基化学的方法,在这里没有任何可报告的对象,位置只能透过糖环来读,路线也必须选能报告甲基化核糖的那一类。
这个修饰只出现在核糖体 RNA 上吗?
研究最透的位点在结构化 RNA 上,因为引导沉积在那里最容易看清。核糖化学可用之后,其他类群也陆续被作图,而且不同类群的位点集合并不相同,所以研究要说清结论针对的是哪一类 RNA。
引导 RNA 那条线一定要做吗?
只有当结论要说引导排布时才需要。报告哪些位置被甲基化不需要它;要解释这些位置为什么被选中,通常需要,因为引导关系才把一串位点连成一套安排。
加一段质谱读数会改变什么?
它用另一种方法确认选定 RNA 的组成,适合位点结论单独承担结果的情形。它不给位置,所以是与位点结果互补,回答的是同一份材料上不同的问题。
与二氢尿苷、m3C 相比,这一页的差别在哪?
差别在机制那一层:甲基加在核糖上、碱基不变,还牵涉引导 RNA 与结构。把这一层单独讲清,只看这一个修饰的项目就能直接照着设计,而不必从三个修饰的共用框架里取一部分。