RNA甲基化修饰对体细胞重编程的调控作用及机制研究

Technique of somatic reprogramming, especially induced pluripotent stem (iPS), play an important role in the stem cell research and regeneration medicine. But the epigenetic mechanism and pathway of the action to reprogram somatic cells are even dimness. N6-methyladenosine (m6A) is a commonly existed epitranscriptomic marker on RNAs in eukaryotes, yet its features, regulatory mechanisms and biological functions are largely unknown. Our prvious work showed that inhibition of m6A formation impedes the reprogramming process of mouse embryonic fibroblasts (MEFs), indicating that m6A may play important roles in cell fate determination. In this project, we will compare RNA methylation as well as gene expression status of several time points in the reprogramming process, to identify key regulatory factors involved in the regulation of the efficiency of iPS through RNA methylation, to decipher the regulatory mechanisms of these key factors, to develop new methods that can increase the efficiency of iPS and establish high efficient method for cell reprogramming.

体细胞编程与重编程机制研究是干细胞研究领域最重要的科学问题之一，在相应的调控中，表观遗传修饰发挥着关键的作用。近一两年，随着对真核生物中RNA甲基化修饰6-甲基腺嘌呤（m6A）的调节功能的发现，RNA 修饰也受到越来越多研究人员的关注，成为表观遗传研究领域新的热点。然而目前RNA 甲基化修饰与体细胞重编程的关系的研究领域还是空白。我们的前期工作发现抑制m6A甲基化转移酶会明显抑制重编程效率，且发现在ES细胞和iPS细胞普遍存在多能性因子的m6A修饰现象。本项目拟以m6A甲基化修饰对iPS的调控为研究对象，通过改变m6A修饰影响iPS效率，同时检测iPS过程中多能性因子的m6A修饰的动态变化，阐明m6A修饰对iPS效率影响的机制。开发通过m6A修饰调控iPS效率的新方法，从而推动重编程和干细胞应用等研究领域的进展。

细胞编程与重编程机制研究是干细胞研究领域最重要的科学问题之一，在相应的调控中，表观遗传修饰发挥着关键的作用。近年来，随着对真核生物中RNA甲基化修饰6-甲基腺嘌呤（m6A）的调节功能的发现，RNA修饰也受到越来越多研究人员的关注，成为表观遗传研究领域新的热点。然而目前RNA 甲基化修饰在体细胞重编程中的作用及其机制还不清楚。我们的前期工作发现抑制m6A甲基化转移酶会明显抑制重编程效率，且发现在胚胎干细胞（ES细胞）和诱导多能干细胞（iPS细胞）普遍存在多能性因子的m6A修饰现象。本项目主要研究并取得了以下结果：1）按照序列匹配找到了可能调控多能因子m6A 修饰的miRNA；2）可能调控多能因子m6A修饰的miRNA可以提高细胞重编程效率；3）可能调控多能因子m6A修饰的miRNA诱导得到的iPS细胞具有多能性；4）敲除甲基化结合蛋白MeCP2可以显著提高细胞重编程效率及其机制研究；5）m6A RNA甲基化转移酶Mettl3条件敲除导致小鼠生殖及神经发育障碍。我们的工作阐明了RNA甲基化修饰对iPS效率的影响及潜在的分子机制，开发了提高iPS效率的新方法，推动了重编程和干细胞应用等研究领域的进展。