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        NAR新突破:CliPEdit调控RNA功能与m⁶A甲基化,翌圣试剂助力

        翌圣生物科技(上海)股份有限公司

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        NAR新突破:CliPEdit调控RNA功能与m⁶A甲基化,翌圣试剂助力

        RNA 表观修饰与动态功能调控,正成为解码生命机制、突破疾病研究的核心赛道。N⁶- 甲基腺嘌呤(m⁶A) 作为真核生物 mRNA 最普遍的可逆修饰,其位点特异性、时空精准调控是解析 RNA 生命周期、基因表达与细胞命运的关键。然而传统调控技术多为单向开关(ON或OFF),难以实现多步、可逆、按需调控,极大地限制了m⁶A 动态机制的深入探索。

        近日,武汉大学周翔、田沺教授团队在国际 期刊《Nucleic Acids Research》(IF=13.1)上发表了题为“Harnessing a single molecule for dual bioorthogonal regulation of RNA function and m6A methylation” 的突破性研究成果 ——CliPEdit 策略,首次在单一分子上实现生物正交连接(Click OFF)与光控切割(Light ON)的双功能调控,为复杂生物系统中 RNA 多位点动态调控开辟全新路径。

        图片1.png

         

        一、CliPEdit核心策略:三步可逆调控

        研究团队设计并合成了关键化学试剂 BANEIC(含双叠氮基团与光裂解硝ji苯基团)和 t-DBCO(三价DBCO交联剂),通过三步调控实现 ON → OFF → ON 的RNA功能切换:

        Step1. ON 态:BANEIC修饰RNA:使其同时具备—点击化学(click chemistry)可连接性(含叠氮基)、光可裂解性(含硝ji苯基团)。修饰后 gRNA 功能正常,靶向写入 m⁶A;

        Step2. OFF态:加入 t‑DBCO,通过 SPAAC 点击反应交联 gRNA,空间位阻使其彻底失活,m⁶A甲基化关闭;

        Step3. RE-ON态:365 nm 光照切断光降解基团,移除修饰,gRNA 功能完全恢复,甲基化重启。

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        图1. CliPEdit策略双正交调控 RNA 甲基化

         

        二、实验验证:从分子到细胞功能的全方位确证

        研究团队设计了系统性的验证实验,充分证明了CliPEdit策略的可靠性。

        1. 体外结构调控

        BANEIC修饰的sg-Gapdh在凝胶中表现出特征性的迁移率降低和条带展宽,t-DBCO处理后,修饰sgRNA发生交联,滞留在凝胶孔中,365 nm光照8分钟后,条带迁移率恢复至接近天然sgRNA水平。

        2. 活细胞成像验证

        使用FAM标记的R-21nt探针,在HEK293T细胞中实时观察调控过程,BANEIC修饰不影响RNA的细胞内行为;DBCO-Cy5处理后,仅BANEIC修饰的RNA显示Cy5荧光,证明点击反应高效发生;光照后Cy5信号显著减弱,证实光裂解成功。

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        图2. 介导RNA原位生物正交反应的调制策略验证(活细胞成像)

        3. 位点特异性m6A甲基化精准调控

        研究团队靶向多个内源性低甲基化位点:Actb A1216、Gapdh A690、Foxm1 A3488/A3504。

        通过优化BANEIC修饰时间(3-7小时)和t-DBCO浓度(1-8 μM),结果如下:

        SELECT和MeRIP-qPCR均显示:以上位点的m6A水平显著升高;而t-DBCO处理后,甲基化水平完全回归内源性基线;365 nm光照后,甲基化活性全面恢复,实现真正的ON-OFF-ON循环控制。

        NAR新突破:CliPEdit调控RNA功能与m⁶A甲基化,翌圣试剂助力

        图3. CliPEdit策略调控dCas9介导的位点特异性RNA m6A甲基化

        4. 生物学功能调控验证

        mRNA稳定性:Actb A1216位点m6A修饰显著降低mRNA稳定性,该效应可通过CliPEdit策略可逆调控。

        蛋白表达:Foxm1位点甲基化导致FOXM1蛋白表达下调,t-DBCO"关闭"后蛋白恢复,光照"开启"后再次下调。

        选择性调控多个RNA:共转染不同gRNA,可独立控制多个RNA位点的甲基化状态;对非靶向位点无影响,证明高特异性。

        NAR新突破:CliPEdit调控RNA功能与m⁶A甲基化,翌圣试剂助力

        图4. CliPEdit策略调控M3M14 - dCas9介导的RNA m6A甲基化功能

        5. dCas13b系统拓展应用

        该研究团队成功将CliPEdit策略应用于无需PAM序列的dCas13b-M3M14系统,同时在更短的crRNA上实现同等高效的甲基化调控,进一步验证了CliPEdit策略的普适性和模块化特征。

         

        三、研究意义与展望

        CliPEdit 策略的提出,让RNA功能调控从传统“单向开关”模式迈入可编程多步骤调控新阶段。该策略首次在单一分子框架内整合生物正交连接与光控裂解,实现RNA结构的可逆循环调控;同时适用于dCas9和dCas13系统,具有广泛适用性;为解析单个m6A位点的动态功能、研究RNA修饰与细胞命运的因果关系提供了不可替代的工具。

         

        四、翌圣试剂:助力RNA表观研究,顶刊数据精准可复现

        在这项研究中,涉及大量的m6A水平定量检测和mRNA表达分析,对实验数据的准确性和重复性提出了极高要求。研究团队选择了翌圣生物(YEASEN)的两款核心产品,为整个研究提供了坚实可靠的分子检测支持。

        图片6.png

         

        ▶️ 11142ES|Hifair®V one-step RT-gDNA digestion SuperMix for qPCR

        本研究中,所有反转录步骤均由11142ES完成,为MeRIP-qPCR和mRNA稳定性分析提供了纯净的cDNA模板。

        核心优势:

        ✅️ 操作简便:基因组去除和反转录一步完成;

        ✅️ 合成出色:不同GC含量基因反转录表现出色;

        ✅️ 高灵敏度:样品检出率高,最高灵敏度可达1 pg。

         

        ▶️ 11201ES|Hieff®qPCR SYBR Green Master Mix (No Rox )

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        ✅️ 即用型:仅需加模板和引物,操作极简,污染风险低;

        ✅️ 精准定量:在宽广定量区域内保持良好线性关系,确保qPCR结果准确可靠;

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