在RNA分子中鑒定出超過150種RNA修飾。轉錄組分析是解碼這些化學修飾的潛在功能的關鍵步驟之一。N7-甲基鳥苷（m7G）是tRNA，rRNA和mRNA 5'cap中存在的最豐富的修飾之一，并且在調節RNA加工，代謝和功能中具有關鍵作用。除了其在mRNA中的帽位置外，還在內部mRNA區域中鑒定了m7G。然而，其在內部mRNA區域內的轉錄組范圍的分布和動態調節仍然未知。
2019年9月13日，中國科學院北京基因組研究所楊運桂及楊瑩共同通訊在Cell Research在線發表題為"Dynamic methylome of internal mRNA N7-methylguanosine and its regulatory role in translation"的研究論文，該研究建立了m7G單核苷酸拆分交聯和免疫沉淀與測序（m7G miCLIP-seq）方法，以特異性檢測內部mRNA m7G修飾。
使用這種方法，研究人員發現m7G在5'UTR區域和富含AG的環境中富集，這是在不同的人/小鼠細胞系和小鼠組織中保守的特征。引人注目的是，內部m7G修飾在H2O2和熱休克處理下均受到動態調節，在CDS和3'UTR區域具有顯著的積累，并且在促進mRNA翻譯效率方面起作用。總之，該研究結果揭示了內部mRNA m7G甲基化組的動態特征，并突出顯示m7G作為一種新的表觀轉錄組標記，在翻譯中具有調節作用。
自從發現第一個修飾的核苷以來，已經鑒定出超過150種不同的RNA修飾。其中，N6-甲基腺苷（m6A）是真核信使RNA（mRNAs）中最常見和最豐富的修飾。5-甲基胞嘧啶（m5C）和N1-甲基腺苷（m1A）也是沿著真核mRNA發生的兩種修飾； m5C位于翻譯起始位點（TIS）的下游區域，m1A富集于起始密碼子周圍的第一個剪接位點的上游。mRNA m5C修飾，由NSUN2催化并由ALYREF和YBX1蛋白特異性結合，已經顯示對于mRNA穩定性，核 -細胞質穿梭和翻譯以及氧化應激反應是必需的。mRNA m1A，盡管其特定的催化和功能識別蛋白仍然不清楚，已經表明在促進翻譯起始，并成為應對血清饑餓和熱休克條件的潛在重要調節因子。
miCLIP-seq提供比傳統MeRIP-seq更高的分辨率
除上述RNA甲基化外，N7-甲基鳥苷（m7G）也是轉移RNA（tRNA）可變環，真核18S核糖體RNA（rRNA）和mRNA分子帽位置中最常見的修飾之一，同時，在原核生物，真核生物和古菌中都是保守的。
m7G的轉錄組圖譜揭示了人mRNA中起始密碼子附近內部m7G的富集
含有m7G的tRNA亞群主要在酵母和小鼠中被鑒定。這種修飾由酵母中的Trm8 / Trm82復合物和人的METTL1 / WDR4復合物催化，并且在幾個tRNA中的位置46（m7G46）處發現。據報道，m7G46在快速tRNA衰變途徑中對tRNA水平的維持至關重要。在嗜熱棲熱菌中，m7G46起著穩定tRNA三倍體的作用。此外，在釀酒酵母中，m7G46已被確定為至關重要。另外，最近的一項研究報道，敲除小鼠胚胎干細胞中m7G46 tRNA甲基轉移酶復合物會損害神經譜系分化并影響翻譯過程。
m7G甲基化組顯示人和小鼠之間的保守性
m7G在真核18S rRNA中也是保守的，在酵母中的1575位和人中的1639位，這種修飾由酵母中的Bud23 / Trm112復合物和人中的WBSCR22 / TRMT112復合物合成。
m7G帽修飾首次在真核生物mRNAs上進行鑒定，并且在進化上是保守的。在轉錄的早期階段，這種修飾由幾乎所有RNA聚合酶II（Pol II）靶基因上的RNMT / RAM甲基轉移酶復合物催化。實際上，m7G帽通過由CBP80和CBP20組成的帽結合復合物（CBC）在細胞核中被識別，其主要介導m7G帽功能：用于mRNA輸出，穩定性，剪接，轉錄，翻譯和無義介導的衰變。所有這些研究都強調了m7G在細胞中mRNA，rRNA和tRNA命運中的重要作用。值得注意的是，最近的一項研究發現，在高等真核生物的內部mRNA中存在m7G修飾，有多項研究已經證實。
內部m7G促進PCNA mRNA翻譯
在本研究中，研究人員嘗試建立一種高通量技術，通過單核苷酸拆分交聯和免疫沉淀測序（miCLIP-seq）檢測m7G。結合抗m7G抗體免疫沉淀富集和紫外（UV）交聯，研究人員成功地分析了內部mRNA m7G修飾，在哺乳動物細胞和腦組織中5'UTR及富含AG的區域富集。
引人注目的是，引人注目的是，內部m7G修飾在H2O2和熱休克處理下均受到動態調節，在CDS和3'UTR區域具有顯著的積累，并且在促進mRNA翻譯效率方面起作用。此外，內部m7G促進mRNA翻譯，如通過對HeLa和293T細胞的m7G修飾的mRNA以及內源PCNA及其外源小基因報告基因的翻譯效率分析所證明的。總之，這些發現揭示了高等真核生物中的內部mRNA m7G甲基化組，并且m7G可能作為翻譯和應激反應潛在重要的新型表位轉錄組標記。
參考消息：
https://www.nature.com/articles/s41422-019-0230-z
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