m7G RNA 甲基化是在甲基化转移酶的作用下，使 RNA 鸟嘌呤（G）的第七位 N 上加上甲基的一种修饰（N7-methylguanosine，m7 G）。研究表明，m7 G RNA 甲基化修饰存在于各类分子中，包括：mRNA 5』帽子结构、mRNA 内部、pri-miRNA、转运 RNA（tRNA）和核糖体 RNA（rRNA）。m7 G RNA 甲基化修饰能够调节 mRNA 的转录、miRNA 的生物合成和生物学功能、tRNA 稳定性、18S rRNA 的核内加工及成熟。m7 G RNA 甲基化修饰作为一类新型 RNA 甲基化，近两年高影响因子文章不断，是继 m6A 修饰之后的又一表观转录组学热点。近年来，越来越多的证据表明，转录后甲基化修饰与肿瘤的发生密切相关。
云序客户青岛大学王昆教授科研团队通过云序生物提供的m7G-MeRIP-seq、RNA-seq 等技术，发现线粒体内膜蛋白 TMEM11 介导的 m7 G 甲基化参与调节心肌细胞增殖，靶向 TMEM11-METTL1-ATF5-INCA1 轴可能是促进心脏修复和再生的一种新的治疗策略。该研究成果已以“TMEM11 regulates cardiomyocyte proliferation and cardiac repair via METTL1-mediated m7 G methylation of ATF5 mRNA”为题发表在《Cell Death & Differentiation》IF 13.3 杂志上。
发表期刊：Cell Death & Differentiation
影响因子：13.3/Q1
发表时间：2023年6月7日
期刊ISSN：1350-9047
研究方法：m7G-MeRIP-seq、RNA-seq、MeRIP-qPCR等
研究思路
研究内容
1、TMEM11 蛋白功能鉴定
研究人员通过观察线粒体内膜蛋白 TMEM11 蛋白在新生小鼠心肌细胞中的分布，以及分别对新生小鼠、TMEM11 基因沉默及过表达小鼠、TMEM11 转基因小鼠进行研究发现，抑制 TMEM11 表达会促进了小鼠缺血损伤后的心脏再生，而 TMEM11 过表达则会通过抑制出生后心脏心肌细胞增殖来阻碍心脏再生。
2、TMEM11 与 METTL1 相互作用并调节其 RNA m7G -甲基化
研究人员以 TMEM11 转基因（TMEM11 Tg）小鼠和新生（WT）小鼠为样品，通过m7G-MeRIP-seq（云序生物提供）发现，METTL1 的两个保守一致基序序列中 m7 G 峰高度富集，且主要分布在编码序列（CDSs）上，特别是在起始和终止密码子附近。与 WT 小鼠相比，TMEM11 Tg 小鼠的 CDS 和 3 ' UTR 之间区域的 m7 G 峰密度相对较低。GO 分析显示，m7 G 修饰上调的基因主要参与细胞代谢、蛋白质修饰和信号转导调控，m7 G 修饰下调的基因主要参与细胞、生物合成和发育过程的负调控。
3、TMEM11 促进 Atf5 mRNA 的 METTL1 依赖性 m7G 修饰并增强其表达
为进一步研究 TMEM11 Tg 心脏心肌细胞增殖过程中 METTL1 的潜在下游靶点，研究人员对与增殖相关的差异甲基化基因进行了 MeRIP-qPCR 检测，结果发现 TMEM11 Tg 小鼠中 Atf5 mRNA 的 m7 G 修饰增加最为显著。Atf5 mRNA 的整合基因组分析也显示，在 TMEM11 Tg 心脏中，m7 G 峰显著增加，同时 Atf5 mRNA 的表达也增加。而在 TMEM11 KO 小鼠心脏中，Atf5 mRNA 的 m7 G 修饰减少，同时 Atf5 mRNA 和蛋白的表达减少。为进一步确定 TMEM11 调控 Atf5 表达的机制，研究人员还发现 TMEM11 过表达可抑制心肌细胞增殖，转染 siRNA-ATF5 可挽救心肌细胞增殖，ATF5 的表达量在心肌损伤的心脏中增加。总结发现，TMEM11 通过 METTL1 介导 Atf5 mRNA 的 m7 G 修饰，这种甲基化增强了 mRNA 的稳定性和翻译能力。
4、TMEM11 在心肌细胞增殖过程中调控 INCA1 的表达
为探索 Atf5 基因的下游靶点，研究人员又对过表达 Atf5 基因的心肌细胞进行 RNA-seq 筛选了差异表达基因，并进行 qPCR 验证。结果发现，INCA1 的下调可促进心肌细胞增殖。敲低 Atf5 基因还发现，ATF5 转录因子促进了 INCA1 的表达。综上所述，这些结果表明 INCA1 作为 TMEM11/ATF5 通路的下游靶点，抑制出生后心肌细胞的增殖和再生。
总 结
本文通过对不同处理的小鼠的心肌细胞进行研究发现，线粒体内膜蛋白 TMEM11 缺失可增加心肌细胞的增殖，恢复心肌损伤后的功能。相反，TMEM11 过表达抑制小鼠心脏新生心肌细胞增殖和再生。TMEM11 通过直接与 METTL1 相互作用，增强 Atf5 mRNA 的 m7 G 甲基化，从而增加 Atf5 的表达。TMEM11 依赖性 ATF5 的增加促进了 INCA1 的转录，INCA1 是细胞周期蛋白依赖性激酶的抑制剂，与细胞周期蛋白 A1 相互作用，抑制心肌细胞增殖。因此，本研究结果表明，TMEM11 介导的 m7 G 甲基化参与心肌细胞增殖的调节，靶向 TMEM11-METTL1-ATF5-INCA1 轴可能是促进心脏修复和再生的一种新的治疗策略。
云序生物m7G修饰研究五大模块
01 m7G RNA 修饰测序
对m7G RNA甲基化，目前流行的检测手段为m7G-MeRIP-Seq技术，适用于m7G RNA甲基化谱研究，快速筛选m7G RNA甲基化靶基因。云序可提供mRNA和多种非编码RNA的m7G测序：
m7G 全转录组测序（涵盖mRNA，LncRNA，circRNA）
m7G LncRNA测序（涵盖LncRNA和mRNA）
m7G pri-miRNA测序（涵盖pri-miRNA和mRNA）
m7G mRNA测序
m7G 环状RNA测序
m7G rRNA测序
02检测整体m7G RNA修饰水平
精准高效，可以实现一次检测，55类修饰水平检测，一步到位。
03 m7G RNA修饰上游酶的筛选
寻找上游直接调控m7G RNA甲基化的甲基转移酶。
04 m7G RNA修饰靶基因验证
云序提供各类不同修饰的meRIP-qPCR服务，可针对mRNA，lncRNA，环状RNA等不同类型的RNA分子进行检测，低通量验证RNA修饰靶基因表达水平。
05 机制互作研究
5.1 RIP-seq/qPCR
筛选或验证RNA修饰直接靶点，研究RNA修饰靶基因的调控机制。
筛选或验证目标RNA互作基因或蛋白，研究相应的分子调控机制。
5.3 ChIP-seq
筛选或验证目标蛋白与DNA互作，研究相应的分子调控机制。
云序生物服务优势
优势一：云序累计支持客户发表 100+篇RNA修饰SCI论文，合计影响因子 1000+。
优势二：累计完成数千例 RNA甲基化测序样本，全面覆盖医口、农口等各类样本。
优势三：全面检测mRNA和各类非编码RNA（circRNA，lncRNA，Pri-miRNA等）。
优势四：提供m7G一站式服务：m7G RNA修饰整体水平检测、m7G测序、MeRIP-qPCR验证、RIP和RNA pull-down等。
优势五：率先研发超微量MeRIP测序技术，RNA量低至500ng起。
优势六：国内较全的RNA修饰测序平台，提供m6A、m5C、m1A、m7G、m3C、O8G、ac4C乙酰化和2'-O-甲基化测序。
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