m6A RNA methylation in eukaryotic cells

Abstract

The N6-methylation of adenosine (m6 A) is the most abundant modification in eukaryotic mRNA. This modification is deposited on RNA co-transcriptionally by the methyltransferase complexes and can also be "erased" by specific demethylases. The existence of m6 A demethylases makes the modification reversible and potentially dynamic, therefore, m6 A could have a function in gene expression regulation. Since the discovery of the first m6 A demethylase FTO, the m6 A has become a hot-topic in RNA-biology research. m6 A is found in mRNAs but also in various non-coding RNAs. Analysis of m6 A distribution on mRNAs revealed the enrichment of m6 A in proximity of a stop codon, in 3' UTRs and possibly around 5' and 3' splice-sites. So far two m6 A methyltransferases have been discovered in vertebrates, METTL3/METTL14 complex is the major methyltransferase and METTL16 deposits m6 A just on a specific subset of RNAs. Additionally, two m6 A demethylases are known - FTO and ALKBH5. Finally, members of protein family with a so-called YTH RNA binding domain were identified as m6 A binding proteins. m6 A serves as a signal affecting various steps of RNA metabolism such as mRNA splicing, nuclear export, translation or RNA degradation. Some of the effects are clearly mediated by the m6 A binding proteins, but also other...

N6-metylace adenosinu (m6 A) je nejčastější modifikací mRNA u eukaryot. Na RNA je vytvářena metyltransferázami během transkripce, navíc může být odstraněna konkrétními demetylázami. Přítomnost těchto demetyláz umožňuje vratnost modifikace a její potenciální dynamičnost, proto by se N6-metyladenosin mohl účastnit regulace genové exprese. Od objevu první m6 A-specifické demetylázy FTO, m6 A modifikace začala být oblíbeným tématem ve výzkumu biologie RNA. N6- metyladenosin je přítomen v mRNA ale také v různých nekódujících RNA. Analýza distribuce m6 A na mRNA odhalila obohacení kolem 3' nepřekládané oblasti a pravděpodobně kolem sestřihových míst. Zatím byly objeveny dvě m6 A metyltransferázy, METTL3/METTL14 metyltransferáza je hlavním metyltransferázovým komplexem a metyltransferáza METTL16 metyluje jen malou skupinu RNA. Také jsou známy dvě demetylázy - FTO a ALKBH5. Navíc byly identifikovány proteiny vázající m6 A, které spolu sdílí strukturní doménu YTH. m6 A slouží jako buněčný signál ovlivňující různé kroky metabolismu RNA, například sestřih RNA, jaderný export, translaci nebo odbourávání RNA. Některé tyto vlivy jsou zprostředkovány m6 A-vázajícími proteiny, ale mohou se účastnit i jiné mechanismy. Přítomnost m6 A modifikace na RNA může také ovlivňovat sekundární strukturu dané RNA a tím i...