m6A甲基化及预测方法工具总结

Posted 2022-10-29 aipufu

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

软件地址：http://lin.uestc.edu.cn/server/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

软件地址：http://www.cuilab.cn/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

软件地址：http://www.jci-bioinfo.cn/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

软件地址：http://server.malab.cn/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

软件地址：http://server.malab.cn/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

软件地址：https://github.com/rreybeyb/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

软件地址：http://www.xjtlu.edu.cn/biologicalsciences/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 m?A 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