表觀轉錄組學”是通過轉錄后修飾影響RNA的結構和功能，是近幾年來生物學科里最熱門的研究領域之一，目前已知的RNA修飾類型超過150種，其中包括m6A、m5C、m1A、m7G、2’-氧-甲基化、ac4C RNA乙酰化等。近期小編發現在探究RNA修飾領域中，各位m6A研究領域的鼻祖們又有了新的動作。今年9月份，何川教授團隊在Nature Methods發布了m1A甲基化修飾，中國科學院北京基因組研究所楊運桂及楊瑩教授在Cell Research上發布了m7G甲基化修飾。繼m6A成為明星之后，m5C、m1A、m7G、2’-氧-甲基化、ac4C RNA乙酰化這些明日之星也逐漸彰顯潛力。
何川教授助力m1A甲基化修飾研究
2019年9月23日，美國芝加哥大學Bryan C. Dickinson團隊與何川團隊在Nature Methods上發表“Evolution
of a reverse transcriptase to map N1-methyladenosine in humanmessenger
RNA”研究成果，該項研究開發并驗證了一個逆轉錄酶進化平臺，可快速選擇逆轉錄酶，使其在逆轉錄過程中越過RNA修飾位點，并使其發生突變，從而特異性識別RNA修飾。該平臺首先被應用到了對m1A修飾的檢測，在測序過程中產生突變標記，最終實現單堿基識別m1A，為m1A生物學的研究提供了新的工具、分析方法和數據集。
發表期刊：Nature Methods
影響因子：28.467
實驗方法：m1A-seq
全文鏈接：https://sci-hub.se/10.1038/s41592-019-0550-4
研究內容
作者將篩選的HIV病毒逆轉錄酶應用于m1A-seq中，并分別在rRNA和tRNA中檢測了m1A的突變特征。結果顯示，在加入AlkB處理后，28
S rRNA
中m1A1322的突變率分別由78%和67%，下降到了21%和5%。作者觀察了38個細胞質tRNA序列中m1A58的突變特征，發現AlkB處理后，也表現出了約86%突變率降低。同時，作者也檢測了線粒體mRNA
ND5 (chrM:13711)、PRUNE mRNA (chr1: 150980982)、lncRNA MALAT1 (chr11:
65273630)和28S
rRNA中A1322位點的m1A突變率，這些結果都顯示，加入AlkB處理后，高于50%的m1A突變率的下降。這說明，利用HIV病毒逆轉錄酶應用于二代測序能夠量化和比較不同生物環境下各分子中的m1A修飾情況。
楊運桂/楊瑩教授助力m7G表達譜研究
m7G是tRNA、rRNA和mRNA 5’帽子種最豐富的修飾之一，在調節RNA加工、代謝和功能方面具有重要作用。目前研究發現，m7G除了存在于mRNA的帽子區，還存在于mRNA內部區域。然而，其在轉錄組范圍的分布和mRNA內部的調控仍然未知。
鑒于此，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教授在Cell Research上發表題目"Dynamic methylome of internal mRNA N7-methylguanosine and its regulatory role in translation" 的研究成果，該研究利用m7G-seq特異性檢測mRNA內部m7G修飾。并且，揭示了m7G能夠顯著富集在mRNA 5’UTR區域和AG富集，在不同的人/小鼠細胞系及組織中具有良好的特征。值得注意的是，mRNA內部m7G修飾在H2O2和熱休克處理下能夠被動態調控，并且在CDS和3’UTR區域顯著被富集，在促進mRNA翻譯效率方面發揮作用。
該研究揭示了mRNA 內部m7G甲基化修飾的動態特征，并突出顯示m7G可以考慮作為一種新的表觀轉錄組標記。
發表期刊：Cell Research
影響因子：17.848
實驗方法：m7G-seq
實驗對象：人類細胞系（Hela、293T）、小鼠胚胎干細胞、小鼠腦組織
全文鏈接：https://sci-hub.se/10.1038/s41422-019-0230-z
研究內容
（1）mRNA內部m7G的基因組特征
該研究，作者通過m7G-seq方法檢測了人類細胞系（Hela、293T）中m7G的分布情況，結果顯示m7G主要富集在mRNA的起始密碼子區，分布具有細胞系中具有很好的保守性。且無論m7G發生在5’ UTR、3’ UTR區，還是CDS區均能提高mRNA的翻譯效率。
（2）mRNA內部m7G具有物種保守性
有研究報道，m7G在原核生物，真核生物和古菌中都是保守的。因此作者對小鼠胚胎干細胞（mESC）和小鼠腦組織進行m7G-seq，發現小鼠中m7G基因組特征分布情況和人的具有高度一致性。
（3）H2O2和熱休克能夠動態調控mRNA內部m7G修飾
有研究發現，m6A和m5C在氧化應激誘導的細胞衰老過程中能夠協同增強p21的表達，同時m6A能夠參與熱休克反應中HSP表達的調節，因此作者進一步探討mRNA內部m7G是否也可以在壓力耐受條件下作為一種新表觀調控因子調控mRNA的代謝。因此作者對H2O2和熱休克處理人293T細胞，進行m7G-seq，引人注目的是，H2O2和熱休克處理下能夠動態調控mRNA 內部m7G修飾，并且在CDS和3’UTR區域顯著被富集，同時其在促進mRNA翻譯效率方面也發揮作用。
H2O2和熱休克處理下能夠動態調控mRNA內部m7G修飾
內部m7G促進PCNA mRNA翻譯
總結
小編為大家解析的這兩篇高分文章中，何川教授和楊運桂/楊瑩教授都開始研究m1A和m7G甲基化修飾，進一步豐富了m1A和m7G的研究價值和意義。隨著科研工作者們對RNA修飾研究的不斷探索，各類RNA修飾的功能和機制也不斷被揭示，不僅研究比較火熱的m6A、m5C，還有一些新修飾如m1A、m7G、ac4C、2’-氧-甲基化等，這對于揭示并探索表觀轉錄組學新視角具有非常重要的意義。但是，目前對于RNA修飾的研究仍處于起步階段，并且其在各種疾病和領域中具有非常重要的研究價值和潛力。