NSMB | 区健辉等揭示小鼠卵子和早期胚胎发育过程中RNA m6A修饰图谱

N6-methyladenosine (m6A) 是位于哺乳动物信使RNA内部最丰富的RNA表观修饰。m6A参与调控一些重要的生物学过程，包括染色质状态，转录，翻译，以及RNA的稳定、剪切和转运。同时，m6A被发现在各种各样的生理或病理过程中也扮演着重要的角色，比如，细胞分化和重编程、胁迫应答、生殖细胞和胚胎建成、肿瘤形成。自从2012年第一个全转录组m6A修饰图谱报道以来，由于缺乏高敏感度、适用于低RNA/细胞起始量的m6A全转录组鉴定方法，对于哺乳动物早期胚胎发育过程中的m6A修饰图谱长久以来缺乏较好的刻画。

2023年4月20日，美国密西根大学（University of Michigan）区健辉（Kin Fai Au）研究组联合挪威奥斯陆大学（Oslo University）Arne Klungland和John Arne Dahl课题组在Nature Structural & Molecular Biology在线发表研究论文The RNA m6A landscape of mouse oocytes and preimplantation embryos，展示了小鼠卵子和着床前胚胎的全转录组m6A动态修饰图谱，揭示了m6A广泛存在于对于细胞命运决定起关键作用的转录因子编码基因、母源继承的转录本、受精后激活表达的基因以及逆转座子表达的转录本。

在小鼠49-110个GV (germinal vesicle)  和MII (metaphase II) 时期的卵子以及受精卵（zygote）、2细胞（2-cell）、8细胞（8-cell）、囊胚（blastocyst）时期的胚胎，在每个发育时期，作者平均鉴定到11965个m6A 修饰区域（peaks），对应到4579-6234个m6A修饰基因。和先前在其他细胞组织中报道的类似，这些m6A peaks显著地定位在翻译终止子（stop codon）附近，并且显著富集经典的m6A模序（motif）RRACH (R = G/A, H = A/C/U)。

聚焦于发育时期特异性表达的基因，该文章发现相较于其他类型的时期特异性表达基因，m6A更倾向于靶向时期特异性表达的转录因子（transcription factor），特别是那些对于多能性维持和功能性分化起关键作用的转录因子，比如Cdx2, Eomes, Nanog, Oct4, Tead4, Yap1, Sox2, Gata6。进一步，作者观察到大量的母源继承的转录本以及受精后合子激活（zygotic genome activation, ZGA）表达的基因被m6A修饰；并且，相较于m6A修饰的母源继承的转录本，m6A修饰的ZGA基因更倾向于同时被microRNA靶定。最后，该研究发现m6A广泛地修饰逆转座子（retrotransposon）位点表达的转录本，比如卵子中大量携带的MTA，2-cell时期激活表达的MERVL。

与近期的两个研究【1，2】一起，该文章为未来m6A在哺乳动物早期胚胎发育过程的功能性研究奠定了基础。区健辉课题组的王运浩博士、Arne Klungland和John Arne Dahl课题组的李艳蛟博士为共同第一作者。

区健辉课题组 (http://augroup.org) 长期致力于第三代测序技术（PacBio和ONT）领域的研究，主要涉及第三代测序技术在转录组、表观基因组和表观转录组方面的计算方法学开发以及生物学应用。目前，该课题组正在招聘博士后，欢迎联系。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41594-023-00969-x

制版人：十一

1 Wu, Y. et al. N(6)-methyladenosine regulates maternal RNA maintenance in oocytes and timely RNA decay during mouse maternal-to-zygotic transition. Nat Cell Biol 24, 917-927, doi:10.1038/s41556-022-00915-x (2022).

2 Yao, H. et al. scm(6)A-seq reveals single-cell landscapes of the dynamic m(6)A during oocyte maturation and early embryonic development. Nat Commun 14, 315, doi:10.1038/s41467-023-35958-7 (2023).

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