m6A甲基化及预测方法工具总结


DNA、RNA和蛋白三个层面的可逆修饰示意图(Fu et al. Nature Reviews Genetics, 2014)


DNA和蛋白存在各种修饰,RNA也不例外,目前已知的RNA修饰已经超过上百种。RNA根据编码性可分为编码RNA(protein-coding RNA)和非编码RNA(noncoding RNA)两大类,这些RNA转录后会发生各种修饰,包括N6-腺苷酸甲基化(N6-methyladenosine,m6A)、胞嘧啶羟基化(m5C)、N1-腺苷酸甲基化(m1A)等等。m6A甲基化是真核生物RNA中最常见的一种转录后修饰,大约占到了RNA甲基化修饰的80%左右。


真核生物中mRNA的各种化学修饰(Roundtree et al. Cell, 2017)



m6A甲基化和去甲基化(A)及对下游protein-RNA相互作用的影响 (B)(Roundtree et al. Cell, 2017)


近几年来,RNA甲基化逐渐当今最热门的研究领域之一。因为m6A甲基化的功能至关重要,其异常会与各种疾病的发生、发展密切相关,包括肿瘤或癌症、各种神经性疾病、胚胎发育迟缓等。关于RNA甲基化的文章现在呈现出来了井喷式增长,很多都是发在Nature,Science, Cell等顶级期刊上。

m6A甲基化的生物学通路及相关功能(Lee et al. Cell, 2014)


既然m6A甲基化具有这么重要的功能,且现在研究非常火爆,那我们是否可以预测RNA中的哪些位点会发生潜在的m6A甲基化呢,然后再决定是否有必要继续做相应的实验来验证呢。答案是肯定的!接下来,我们就讲一下有哪些软件或在线工具可以直接根据序列就预测RNA中潜在的m6A甲基化位点。

目前,已经有多个工具相继被开发出来预测RNA中的m6A甲基化位点,这些工具按文章发表时间顺序主要有(更多精彩请关注微信公众号:AIPuFuBio):

1. iRNA-Methyl

发表文章:Chen et al. iRNA-Methyl: Identifying N(6)-methyladenosine sites using pseudo nucleotide composition. Analytical Biochemistry,2015


2. SRAMP

发表文章:Zhou et al. SRAMP: prediction of mammalian N6-methyladenosine (m6A) sites based on sequence-derived features. Nucleic Acids Research, 2016


3. iRNAm5C-PseDNC

发表文章:Qiu et al. iRNAm5C-PseDNC: identifying RNA 5-methylcytosine sites by incorporating physical-chemical properties into pseudo dinucleotide composition. Oncotarget, 2017


4. M6AMRFS

发表文章:Qiang et al. M6AMRFS: Robust Prediction of N6-Methyladenosine Sites With Sequence-Based Features in Multiple Species. Frontiers in Genetics, 2018


5. M6APred-EL

发表文章:Wei et al. M6APred-EL: A Sequence-Based Predictor for Identifying N6-methyladenosine Sites Using Ensemble Learning. Molecular Therapy: Nucleic Acids, 2018


6. DeepM6ASeq

发表文章:Zhang et al. DeepM6ASeq: prediction and characterization of m6A-containing sequences using deep learning. BMC Genomics, 2018

 

上面的这些软件可以预测RNA中的m6A甲基化位点,那么如何进一步注释m6A甲基化的功能呢?具体可用如下工具:

软件名称:m6Acomet

发表文章:Wu et al. m6Acomet: large-scale functional prediction of individual m6 A RNA methylation sites from an RNA comethylation network. BMC Bioinformatics, 2019

 

所以,大家如果对某条或某些RNA感兴趣,只需找到对应的RNA碱基序列,就可以利用本文中的提到的6款软件来预测RNA序列中潜在的m6A甲基化位点。如果需要进一步预测m6A甲基化位点的功能,则可利用如m6Acomet软件。这些软件可允许用户大规模预测RNA中m6A甲基化位点,克服了实验只能同时验证少量RNA序列的缺点。而且,这些软件预测的结果,可以进一步缩小实验验证的范围,从而节省研究时间和降低实验失败的风险。(更多精彩,可见大型免费综合生物信息学资源和工具平台AIPuFu:www.aipufu.com,关注微信公众号:AIPuFuBio)。


希望今天的内容对大家有用,会持续更新经典内容,欢迎留言~~


参考文献

1. Fu et al. Gene expression regulation mediated through reversible m⁶A RNA methylation, Nature Reviews Genetics, 2014

2. Roundtree et al. Dynamic RNA Modifications in Gene Expression Regulation, Cell, 2017

3. Lee et al. Emerging Roles of RNA Modification: m6 A and U-Tail, Cell, 2017

posted @ 2019-09-14 09:18 AIPuFu 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏