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案例：m6A修饰的cenRNA稳定CENPA以确保癌细胞中的着丝粒完整性

原文：m6A-modified cenRNA stabilizes CENPA to ensure centromere integrity in cancer cells

发表时间：2024/9/20

发表期刊：Cell

影响因子：42.5

发表单位：清华大学&北京大学

 

已有研究cenRNA异常表达与癌症的发生和发展密切相关。N6-甲基腺苷（m6A）修饰在调控mRNA多种转录后过程中发挥关键作用。cenRNA属于caRNA，指在着丝粒区域转录产生的RNA分子。当cenRNA遭遇m6A修饰，会擦出怎样的火花呢？

清华大学杨雪瑞课题组与北京大学刘君课题组在Cell发表文章揭示了这一谜题。该研究使用细胞分级分离富集染色质相关组分并提取caRNA，进行caRNA m6A MeRIP-Seq，发现与非癌细胞相比，癌细胞中cenRNA的m6A修饰水平显著升高，并鉴定出H3变体CENPA是cenRNA的m6A reader。CENPA定位于着丝粒，在有丝分裂过程中对维持着丝粒的完整性和功能至关重要。在癌细胞周期的S期，m6A修饰的cenRNA稳定了CENPA在着丝粒的定位。CENPA在Leu61和Arg63位点的突变或去除cenRNA的m6A修饰，会导致CENPA在S期脱离着丝粒，进而破坏着丝粒的完整性，引起染色体分离异常，并抑制癌细胞增殖和肿瘤生长。该研究提出了靶向CENPA与m6A-cenRNA的相互作用为癌症治疗的新策略。

云序生物caRNA-Seq采用与该文章相同的实验方法提取caRNA，并进行高通量测序，系统解析caRNA的分子图谱，从而为caRNA在癌症等染色体不稳定性疾病的新型诊断标志物与治疗靶标提供数据基础。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图1. 癌细胞与正常细胞caRNA m6A MeRIP-Seq分析

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图2. m6A修饰的cenRNA调控着丝粒稳态的机制示意图

 

 

云序优势

1.一站式服务：

客户只需提供细胞、组织或caRNA，云序生物为您完成从样本富集，文库制备，上机测序到数据分析整套服务流程。

2.产品优势

与常规转录组测序相比，云序生物caRNA-Seq专注于解析染色质相关RNA（caRNA）的表达图谱。该技术通过全面分析caRNA，深度揭示其在基因表达调控中的复杂作用机制，精准满足研究caRNA的客户需求。

3.优化的实验流程：

云序生物caRNA-Seq采用与cell文献相同的实验方法，经过精心优化的实验流程，确保了染色质相关组分的高效富集，从而保障了数据的高质量输出。

4.严格的质控：

云序生物对caRNA-Seq实验的各个关键步骤进行严格的质控，全程监控实验质量，确保客户得到优质的数据。

5.专业的生物信息学分析：

云序生物具有专业的生物信息学团队，能够满足客户的各类深入数据分析需求。

 

云序数据分析（仅供展示 详见demo报告）

一、分析内容

1.原始数据整理，过滤和质量评估，去除低质量reads

2.caRNA识别、定量和注释

3.差异caRNA识别与注释

4.差异caRNA邻近基因GO功能富集分析

5.差异caRNA邻近基因KEGG富集分析

6.差异caRNA聚类图

7.差异caRNA散点图

8.差异caRNA火山图

9.按照客户需求个性化数据分析

 

二、部分数据分析结果示例

1.caRNA识别、定量和注释

云序生物对caRNA的类别进行注释。（鉴于不同物种的基因组解析精细度存在差异，caRNA类别划分会有所不同，具体分析结果依赖于样本物种的数据库丰富程度）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

caRNA type：根据编码能力分类对caRNA进行分类，包括非编码caRNA（non-coding）和编码caRNA（nascent pre-mRNA）。

caRNA classification：代表caRNA的种类，包括lncRNA、eRNA、cenRNA、paRNA、snoRNA等。

 

2.差异caRNA邻近基因GO功能富集分析

基因本体论（Gene Ontology，GO）计划分成3个部分：分子功能（Molecular Function，MF）、细胞组分（Cell Component，CC）、生物过程（Biological Process，BP）。研究表明，caRNA的表达与其邻近蛋白质编码基因显著相关，许多caRNA可作为cis调控因子发挥作用。云序生物通过分析差异表达caRNA附近1kb范围内的邻近基因，来探索caRNA可能行使的功能。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.差异caRNA邻近基因KEGG富集分析

KEGG是一种将基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学数据映射到特定通路图上的工具，帮助理解这些分子的生物学功能。云序生物利用差异caRNA邻近基因进行通路分析，以注释并推测这些差异caRNA可能参与的通路。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.caRNA聚类分析

聚类图展示样本和基因的聚类关系及表达丰度。横坐标表示样本聚类，样本间基因表达越相似，聚类越紧密；纵坐标表示基因聚类，基于基因在样本中的表达相似性。颜色深浅反映基因表达水平，红色越深表示上调越显著，蓝色越深表示下调越显著。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.差异caRNA散点图、火山图

散点图根据差异基因倍数变化直观的展示各个分组差异基因分布情况。 火山图用于展示各个分组总体基因分布情况（注：需要各处理样本重复数量三个以上才可以绘制火山图）。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.caRNA不同类别数量分布统计

云序生物对检测到的caRNA类别进行了详细统计，饼图直观展示了caRNA各类别的分布比例。（鉴于不同物种的基因组解析精细度存在差异，caRNA类别划分会有所不同，具体分析结果依赖于样本物种的数据库丰富程度。以下分类主要适用于人和小鼠，其他物种的分类信息请联系技术咨询）

 

样本要求：

样品类型：

细胞、组织、caRNA

样品量：

a)细胞：≥5×10^7

b)组织：≥200mg （适用于心、肝、脾、肺、肾等常见组织，特殊样品请致电021-64878766详询）

c)caRNA：≥2 µg

样品的运输与保存：

样品运输：样品置于1.5 mL管或冻存管中，封口膜封好，干冰运输。

样品保存：caRNA测序需要保持一定的活细胞数量，从而保证细胞核抽提质量，因此在细胞采集时需要程序性降温冻存，具体流程参照云序生物样品采集、保存及运输指南。