DNA 6mA修饰

N6-甲基腺嘌呤（N6-methyladenine，简写为6mA或m6dA）是一类很长一段时间被忽略的DNA甲基化修饰，过去认为6mA仅存在于原核生物DNA中，是一种用于保护DNA免受噬菌体感染或其他外源性攻击的防御机制。近年来一系列论文测序研究表明，真核生物（包括人、小鼠、果蝇、线虫和水稻等）DNA同样存在着6mA修饰。尽管6mA在原核生物中已经进行了充分的研究，但6mA在真核生物中的功能和调控机制仍然知之甚少。

真核生物DNA中6mA的甲基化和去甲基化途径及生化功能，如图A所示：甲基转移酶METTL4或N6AMT1催化甲基从甲基供体s-腺苷甲硫氨酸（SAM）转移到未甲基化的A，导致一个6mA位点和s-腺苷同型半胱氨酸（SAH）生成。6mA可以利用α-酮戊二酸（α-KG）和（Fe2+）被ALKBH1和ALKBH4氧化去甲基化，导致生成不稳定的中间体6hmA，并迅速降解为腺嘌呤和甲醛。此外6mA已被证明可以直接阻止核小体、SATB1和TFAM与DNA的结合。

最近的研究表明，6mA在哺乳动物一系列生物学过程中发挥重要作用，如线粒体活动、早期发育、肿瘤发生、脑功能和DNA损伤修复（图B）。真核生物DNA的6mA修饰研究目前是一个新兴领域，科学家们正在努力了解它在不同生物体中的分布、调控和功能。新的研究方法和技术已经使我们能够更深入地研究这种修饰，以揭示其在生物学中的更多作用。

6mA DIP-seq

6mA DIP-seq是基于抗体富集原理进行测序的全基因组甲基化检测技术，采用免疫共沉淀测序技术，通过特异性抗体富集基因组上发生6mA甲基化的DNA片段，再利用高通量测序，可以在全基因组水平上进行高精度6mA甲基化区域研究。利用6mA DIP-seq技术，可以快速有效地寻找基因组DNA上的甲基化区域，从而比较不同细胞、组织或是疾病样本间的DNA甲基化修饰模式的差异。

服务流程

技术优势

一站式服务：可完成从DNA提取，IP富集，文库制备，上机测序到数据分析的一站式服务

优化的实验流程：IP的富集效率是决定数据质量的关键，IP实验采用预验证的商业化抗体和精心优化的实验流程，具有极高的效率和特异性

严格的质控：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

自动化IP工作站：可在1天时间内完成32个样品的平行IP实验，缩短项目周期、提高结果稳定性

结果展示

A：Reads在基因上的覆盖情况：在peak区域，IP的reads呈现锐利的尖峰；非peak区域的背景很低（横轴为基因位置，左纵轴为覆盖度）

B：Peak在基因TSS附近的分布，呈现峰-谷-峰的典型特征

C：Peak在基因功能元件的分布，其中基因间区（intergenic）占比最高

D：Peak的motif分析

研究思路

胶质母细胞瘤中N6-甲基腺嘌呤（6mA）DNA的修饰

异常的表观遗传修饰（如DNA甲基化修饰）通常会促进肿瘤的发生和发展，但6mA在人类癌症和基因组生物学中的作用在很大程度上是未知的。本研究中为了探究6mA的功能，作者使用胶质母细胞瘤作为人类癌症的模型（GSC模型）。胶质母细胞瘤是最普遍和侵袭性的原发性内在脑肿瘤，其特征是广泛的表观遗传失调，包括5mC的DNA高甲基化和染色质重塑酶的改变。 本研究利用6mA DIP-seq对两个人类患者来源的GSC模型（T387和GSC23）和一个原发的人类肿瘤样本（CW2386）中的6mA修饰进行基因组定位分析，以确定6mA富集的基因组区域（图A）。6mA peak在基因间区最常见，这与此前在小鼠ESCs中的发现一致（图B）。对各样本共享的6 mA peak的关联基因进行GO富集分析发现，其在神经发生和神经元发育途径中的富集（图C）。这些数据表明，6mA介导的神经发育通路的抑制可能在异染色质形成中发挥作用，这有助于胶质母细胞瘤的发生。结合ChIP-seq结果发现胶质母细胞瘤中显著上调6mA水平区域，其与异染色质组蛋白修饰共定位，主要是H3K9me3（图D）。

此前研究发现6mA水平由DNA去甲基化酶ALKBH1动态调节，而靶向ALKBH1从而调控6mA可抑制肿瘤细胞增殖并延长荷瘤小鼠的存活，这一结果进一步支持这种新的DNA修饰作为胶质母细胞瘤的潜在治疗靶标。总的来说，研究证明6mA DNA修饰存在于人体组织中，通过DNA去甲基化酶ALKBH1在GSC中动态调节，并且维持该调节环路对于细胞存活和增殖是至关重要的。

参考文献：Xie, Qi, et al. "N6-methyladenine DNA modification in glioblastoma." Cell 175.5 (2018): 1228-1243.