前言
N6-甲基腺苷（m6A）是真核生物中最显著和最丰富的mRNA修饰之一,它在生命科学研究中扮演着至关重要的角色。这种化学修饰可以被细胞内特定的蛋白质组分动态地调控、移除和识别,这些蛋白质分别被称为"writers"(写入器)、"erasers"(擦除器)和"readers"(读取器)。
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近年来,m6A修饰在多种生物过程和疾病中的作用已成为科研热点,吸引了众多研究者的关注。m6A 修饰 “writers”主要由METTL3、 METTL14 和它们的辅因子WTAP组成。已有研究表明，METTL3 调节细胞周期相关蛋白，在胃癌 （GC） 和头颈部鳞状细胞癌 （HNSCC） 中，METTL3 上调着丝粒蛋白 F （centromere protein F，CENPF），为快速分裂的肿瘤细胞提供足够的血液供应 。
最近Irene Oi-Lin Ng小组在Gut上发表文章也指出，FTO作为m6A的"erasers"，在HCC中，FTO的活性导致致癌转录物的稳定，从而促进癌症细胞的增殖和存活。这一发现为理解肝癌的发生机制提供了新的视角，同时也为潜在的治疗策略开辟了新的方向。随着m6A研究的深入，生物信息学分析在这一领域中的重要性日益凸显。
为了更好地理解和利用m6A相关的海量数据，研究人员开发了多个专门的数据库和分析工具,这些数据库为研究人员提供了宝贵的资源和工具。今天,让我们一起探索在生物信息学分析中经常使用的几个重要的m6A相关数据库。
1.RMVar/m6AVar
数据库网址：
http://rmvar.renlab.org http://m6avar.renlab.org
数据库简介：
m6AVar是一个综合性数据库,收集了可能影响m6A修饰的相关变体。这个数据库的建立对于通过m6A功能来解释基因变异具有重要意义。
m6AVar中的数据来源多样,包括:
①miCLIP/PA-m6A-seq实验数据(高可信度)
②MeRIP-Seq实验数据(中等可信度)
③转录组范围预测数据(低可信度)
目前,m6AVar包含了16,132个高置信度、71,321个中等置信度和326,915个低置信度的m6A相关变体。除此之外,该数据库还整合了与变异相关的RNA结合蛋白(RNA Binding Protein，RBP)结合区域、microRNA靶点和剪接位点信息,这些数据有助于研究人员探索m6A相关变异对转录后调控的影响。
值得一提的是,m6AVar还整合了来自全基因组关联研究(GWAS)和ClinVar的数据,这使得它成为研究m6A相关变异与疾病之间关系的重要资源。总的来说,m6AVar是一个用于注释变异和识别致病变异的强大工具。
随着研究的深入,科研人员发现除了m6A之外,还存在其他类型的RNA修饰。为了适应这一发展趋势,m6AVar更新为RMVar,扩大了数据库的覆盖范围。在最新的版本中,RMVar包含了9种RNA修饰的1,678,126个相关变体,这些修饰包括m6A、m6Am、m1A、假尿苷、m5C、m5U、2'-O-Me、A-to-I和m7G。这些数据同样被分为三个置信水平,为研究人员提供了更全面的RNA修饰相关变异信息。
m6A数据下载：
数据库中的所有数据都可以从 'Download' 页面下载，数据库的详细介绍以及教程可以在 'Help' 页面上找到。
1. 数据库主页面
2.数据库下载页面
2.RMBase
数据库简介：
RMBase v3.0是一个综合性平台,由八个功能模块组成,旨在实现对不同RNA修饰谱的全面分析。这些模块涵盖了从转录组范围的景观到生物发生机制,从相互作用组到RNA修饰的功能等多个方面,为研究人员提供了丰富的资源和工具。
具体来说,RMBase v3.0的八个模块包括:
①RNA Modifications模块: 通过使用新的数据挖掘管道,分析了数千个表观转录组数据集,揭示了62个物种中73种RNA修饰的全景图谱。
②Genes模块: 允许用户按基因和转录本检索RNA修饰谱和簇,方便研究特定基因的修饰情况。
③Mechanisms模块: 探索了23,382个酶催化或snoRNA引导的修饰位点,帮助阐明它们的生物发生机制。
④Co-localization模块: 系统地绘制了各种细胞系中14种组蛋白修饰和6种RNA修饰之间的潜在相关性,为研究表观遗传调控提供了新的视角。
⑤RMP模块: 研究了18种癌症中146种RNA修饰蛋白(RMP)的差异表达谱,为癌症研究提供了重要线索。
⑥Interactome模块: 整合了73种RNA修饰与RBP结合事件、miRNA靶点和SNP之间的相互作用关系,帮助理解RNA修饰的功能网络。
⑦Motif模块: 阐明了从表观转录组数据集中鉴定的11种RNA修饰的富集基序,为预测和研究RNA修饰位点提供了重要信息。
⑧Tools模块: 引入了一种新颖的基于Web的"modGeneTool",用于注释修饰,为研究人员提供了便捷的分析工具。
m6A数据下载：
'Download'页面允许用户下载存储在 RMBase v3.0 中的各种 RNA 修饰数据，并且有详细的描述来帮助用户更好地利用下载的数据。
在 'Download'页面 RNA Modifications 可以下载m6A相关数据。
3. m6A-Atlas
数据库网址：
http://rnamd.org/m6a/index.php
数据库简介：
m6A-Atlas是一个高质量的m6A位点数据库,其特点包括:
①包含442,162个高可信度的m6A位点,这些位点是通过七种碱基分辨率技术鉴定出来的。
②提供了从1,363个高通量测序样本中估计的定量表观转录组图谱。
③展示了七种脊椎动物(包括人类、小鼠和黑猩猩)中m6A位点的保守性。
④收录了10种病毒(包括HIV、KSHV和DENV)的m6A外显子信息。
⑤根据外显子数据预测了单个m6A位点假定的生物学功能。
⑥从可能直接破坏m6A导向序列基序的疾病相关基因突变中推断了m6A位点潜在的发病机制。
m6A-Atlas还构建了一个用户友好的图形界面,支持查询、可视化和共享m6A外显子信息。这些外显子数据包含了与转录后机制(如RBP结合、microRNA相互作用和剪接位点)相互作用的位点信息,并能够交互式地显示多个RNA修饰的景观。这些资源为深入研究m6A表位基因提供了新的机会。
m6A数据下载：
1.m6A-Atlas v2.0为用户提供了一个网页，其中包含从13种基础分辨率技术中识别出的可靠m6A位点的高置信度集合，涵盖了7种真核生物。根据所需的物种、细胞系和技术的过滤器选择，总结并呈现了m6A位点、相应细胞系和组织、相关技术和统计结果的详细列表。
2.还可以在m6A-Atlas v2.0中下载相关物种的MeRIP-seq数据的差异分析结果文件。
单击绿色按钮下载 CSV 文件。
4.M6AREG
数据库网址：
https://idrblab.org/m6areg/
数据库简介：
“M6AREG数据库的主要特点和贡献包括:
①首次系统地涵盖了以m6A为中心的调控对疾病发展和药物反应影响的数据。
②明确描述了每种调控背后的分子机制。
③通过与现有数据库交联,充分参考了收集到的数据。
由于M6AREG积累的数据对不同学科的研究人员(如病理学和病理生理学、临床实验室诊断、药物生物化学和药物设计)都具有重要价值,它有望对未来基于m6A的调控研究产生深远影响。
m6A数据下载：
在‘Download’页面可以下载：以 m6A为中心的疾病调控和药物反应数据、m6A调控数据、以 m6A 为中心的靶基因和disease/Durg 数据。
5.M6A2Target
数据库网址：
http://m6a2target.canceromics.org
数据库简介：
m6A修饰是一个由一系列写入器、擦除器和读取器(WER)调节的动态可逆过程。不同的WER可能具有不同的功能,甚至同一WER在不同条件下也可能表现出不同的功能,这主要是由于WER靶向的下游基因不同。因此,识别WER的靶标对于阐明这种动态变化过程至关重要。
m6A2Target数据库整合了WER及其靶标的基本信息,包括:
①来自NCBI、Ensembl和UniProt等权威网站的基因注释信息。
②WER与其靶标之间的关联信息,如蛋白质-DNA、蛋白质-RNA或蛋白质-蛋白质相互作用。
③WER扰动后基因表达水平、m6A修饰水平或翻译效率的变化。
④WER扰动后的选择性剪接事件。
随着研究的深入,科研人员开发了RM2Target数据库,这是一个更加全面的数据库,包含了人和小鼠中九种RNA修饰的1,619,653个WER靶标关联。这些RNA修饰包括m6A、m6Am、m5C、m5U、m1A、m7G、假尿嘧啶、2'-O-Me和A-to-I。
m6A数据下载：
在‘Download’页面可以下载人和老鼠的不同基因组版本的m6A修饰水平的WER与其靶标之间关联的信息。
6.RMDisease
数据库网址：
www.rnamd.org/rmdisease2
数据库简介：
RMDisease数据库旨在揭示遗传变异与RNA修饰(RM)之间关于人类疾病发病机制的关联。在最新的RMDisease v2.0版本中,研究人员使用深度学习模型,从873,819个经过实验验证的RM位点中,总共确定了1,366,252个可能与RM相关的变异。这些变异可能影响(添加或删除RM位点)16种不同类型的RNA修饰,包括m6A、m5C、m1A、m5U、Ψ、m6Am、m7G、A-to-I、ac4C、Am、Cm、Um、Gm、hm5C、D和f5C。
RMDisease v2.0的数据覆盖了20种生物体,包括人类、小鼠、大鼠、斑马鱼、玉米、果蝇、酵母、裂殖酵母、拟南芥、水稻、鸡、山羊、绵羊、猪、牛、恒河猴、番茄、黑猩猩、绿猴和SARS-CoV-2。
特别值得注意的是,在这些数据中,有14,749个疾病相关和2,441个性状相关的遗传变异可能通过扰动表观转录组标记来发挥作用。这一发现为研究RNA修饰在疾病发生和表型变异中的作用提供了重要线索。
m6A数据下载：
在‘Download’页面选择修饰类型与物种即可下载遗传变异与m6A之间关于人类疾病发病机制的关联数据。
总结
这些数据库和资源为RNA修饰,特别是m6A修饰的研究提供了丰富的数据和强大的工具。它们涵盖了从基础的修饰位点信息到复杂的调控网络,从单一物种到多物种比较,从正常生理过程到疾病发生机制等多个方面。这些资源的不断更新和完善,将极大地推动RNA表观转录组学研究的发展,为理解生命过程的复杂调控机制和开发新的疾病诊断治疗策略提供重要支持。
参考文献
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10.Deng S, Zhang H, Zhu K, et al. M6A2Target: a comprehensive database for targets of m6A writers, erasers and readers. Brief Bioinform. 2021;22(3):bbaa055. doi:10.1093/bib/bbaa055
11.Song B, Wang X, Liang Z, et al. RMDisease V2.0: an updated database of genetic variants that affect RNA modifications with disease and trait implication. Nucleic Acids Res. 2023;51(D1):D1388-D1396. doi:10.1093/nar/gkac750
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