m6A の機能と分布ポスター

mRNA 中に豊富に存在し、mRNA の輸送、安定性、選択的スプライシングなどに関与する RNA修飾、m6A の機能と分布について分かりやすくまとめたポスターです。

m6A 形成の経路と機能についてのポスターのダウンロードは こちら


m6A の概要

N6-methyladenosinem6A)は最も豊富に存在する RNA 修飾(RNA modification)の一つであり、さまざまな機能を有していると考えられています。近年のシーケンシング技術の進歩は、あらゆる細胞や生物種でのトランスクリプトームにおける m6A のマッピングを可能とし、その理解を深めました。m6A RNA 修飾の中では研究が進んでおり、このポスターはその研究の成果をまとめたものです。ただし m6A の機能については明らかにしなくてはならないことが多いのも事実です。


m6A ライターとイレイザー

m6A mRNA にメチル基を付加するメチルトランスフェラーゼ・ライター複合体(methyltransferase writer complex)や、そのメチル基を除去するイレイザー、m6A デメチラーゼ(m6A demethylases)によって、核内で動的に制御されています。そのライター複合体は、メチルトランスフェラーゼ活性の中心をなす {cke_protected_5}{cke_protected_6}{cke_protected_7}{cke_protected_8}METTL31,2 METTL14METTL3 のアダプターである WTAP3、そして KIAA14294 および RBM15/15B5 から形成されることが知られています。またイレイザーとしては、FTO ALKBH56,7 2つの酵素が知られています。mRNA がライターによって m6A 修飾されても、イレイザーによって除去されることが可能であるという事実は、今後の研究においての重要なテーマとなると思われます。


METTL3
and METTL14

m6A リーダー

m6A に結合し機能を発現するリーダーに関しては、リーダーの一つである m6A 結合タンパク質の多くが YTHYT521-B homology)と呼ばれるドメインを有していることなど、その知見を急速に増やしています。YTH m6A に対する結合能は RIPRNA immunoprecipitation)により確認され8、それは m6A そのものの機能に関与していることが明らかにされています。YTHDF2 に結合した m6A は、mRNA の安定性に寄与し9YTHDF1 は翻訳効率を向上させることが知られています10。また YTHDC1 は、m6A 仲介性選択的スプライシングにおいて重要な役割を果たすことが示唆されています11。しかしながら全ての m6A 結合タンパク質に YTH が含まれているわけではなく、それ以外のタンパク質、例えば eIF3 YTH は含まれていませんが、mRNA 5'UTR 内の m6A に優先的に結合し、翻訳の開始に関与していることが確認されています12


m6A シーケンシング法

トランスクリプトーム全体の中で効率的に m6A をマッピングするための様々な方法が開発されています。その中には特異的な m6A 抗体を用いた RIP と、その検出のために次世代シーケンシングを組み合わせた MeRIP-seq と呼ばれる手法があります13。この手法の進歩は目覚ましく、現在 1 ヌクレオチドの分解能で m6A のマッピングが可能になっています。これは RIP で非常に小さな RNA 断片(100-200 nts)を得ることで可能になりました。この方法は、miCLIPm6A individual-nucleotide-resolution-crosslinking and immunoprecipitation)として知られており、アブカムの m6A 抗体(ab151230)を用いて初めて行われ、Linder らによって 2015 年に発表されました14。以来 miCLIP は様々な細胞タイプおよび生物種で m6A のマッピングのために利用され、その新たな機能を明らかにする上で大きく貢献しています。


参考文献

1) Bokar JA, Shambaugh ME, Polayes D, Matera AG, Rottman FM. 1997. Purification and cDNA cloning of the AdoMet-binding subunit of the human mRNA (N6-adenosine)-methyltransferase. RNA 3:1233–47

2) Geula S, Moshitch-Moshkovitz S, Dominissini D, Mansour AA, Kol N, et al. 2015. m6A mRNA methylation facilitates resolution of naıve pluripotency toward differentiation. Science 347:1002–6

3) Agarwala SD, Blitzblau HG, Hochwagen A, Fink GR. 2012. RNA methylation by the MIS complex regulates a cell fate decision in yeast. PLOS Genet. 8:e1002732

4) Horiuchi K, Kawamura T, Iwanari H, Ohashi R, Naito M, et al. 2013. Identification of Wilms’ tumor 1–associating protein complex and its role in alternative splicing and the cell cycle. J. Biol. Chem. 288:33292–302

5) Patil DP, Chen CK, Pickering BF, Chow A, Jackson C, et al. 2016. m6A RNA methylation promotes XISTmediated transcriptional repression. Nature 537:369–73

6) Jia G, Fu Y, Zhao X, Dai Q, Zheng G, et al. 2011. N6-Methyladenosine in nuclear RNA is a major substrate of the obesity-associated FTO. Nat. Chem. Biol. 7:885–87

7) Zheng G, Dahl JA, Niu Y, Fedorcsak P, Huang CM, et al. 2013. ALKBH5 is a mammalian RNA demethylase that impacts RNA metabolism and mouse fertility. Mol. Cell 49:18–29

8) Dominissini D, Moshitch-Moshkovitz S, Schwartz S, Salmon-Divon M, Ungar L, et al. 2012. Topology of the human and mouse m6A RNA methylomes revealed by m6A-seq. Nature 485:201–6

9) Wang X, Lu Z, Gomez A, Hon GC, Yue Y, et al. 2014. N6-Methyladenosine-dependent regulation of messenger RNA stability. Nature 505:117–20

10) Wang X, Zhao BS, Roundtree IA, Lu Z, Han D, et al. 2015. N6-Methyladenosine modulates messenger RNA translation efficiency. Cell 161:1388–99

11) Xiao W, Adhikari S, Dahal U, Chen YS, Hao YJ, et al. 2016. Nuclear m6A reader YTHDC1 regulates mRNA splicing. Mol. Cell 61:507–19

12) Meyer KD, Patil DP, Zhou J, Zinoviev A, Skabkin MA, et al. 2015. 5' UTR m6A promotes cap-independent translation. Cell 163:999–1010

13) Meyer KD, Saletore Y, Zumbo P, Elemento O, Mason CE, Jaffrey SR. 2012. Comprehensive analysis of mRNA methylation reveals enrichment in 3' UTRs and near stop codons. Cell 149:1635–46

14) Linder B, Grozhik AV, Olarerin-George AO, Meydan C, Mason CE, Jaffrey SR. 2015. Single-nucleotide resolution mapping of m6A and m6Am throughout the transcriptome. Nat. Methods 12:767–72





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