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N6 -甲基腺苷(N6 -methyladenosine, m6A) RNA甲基化已被證明參與很多重要的生物學(xué)過程，是mRNA和lncRNA上最普遍的表觀遺傳標記。最近研究也發(fā)現(xiàn)人組織中具有不同的m6A甲基化模式，不過這些組織特異性m6A甲基化和相關(guān)通路仍然沒有被詳細闡明。因此小編今天和大家分享一篇剛剛發(fā)表在Genomics Proteomics Bioinformatics（IF:6.409）雜志上的文章，文章介紹了一個關(guān)于研究特定組織及癌癥類型中m6A的在線平臺m6A-TSHub。接下來小編就對平臺的組成、功能以及應(yīng)用進行介紹，對m6A感興趣的小伙伴不要錯過呀。
m6A-TSHub: Unveiling the Context-specific m6A Methylation and m6A-af‐
fecting Mutations in 23 Human Tissues
m6A-TSHub:揭示23個人類組織中特異性m6A甲基化和m6A相關(guān)突變
一． 摘要
該工作開發(fā)了一個全面的在線平臺：m6A- TSHub，該平臺能夠用來揭示可能調(diào)控m6A表觀遺傳標記的環(huán)境特異性m6A甲基化和基因突變。m6A- TSHub由4個核心組成部分組成，分別為 (1) m6A-TSDB :是一個包括23種人體組織的184554個功能注釋的m6A位點和25種腫瘤組織的499369個功能注釋的m6A位點的綜合數(shù)據(jù)庫;(2) m6A- TSFinder:是一個從RNA序列中高精度預(yù)測特定組織中m6A甲基化位點的web服務(wù)器;(3) m6A- -TSVar:是一個用于評估遺傳變異對組織特異性m6A RNA修飾影響的web服務(wù)器;(4) m6A-CAVar:是一個包含TCGA 27種癌癥的587983個癌癥突變的數(shù)據(jù)庫，這些突變被預(yù)測會影響癌癥原發(fā)組織中的m6A修飾。
二． 平臺主要部分
1. m6A-TSDB
m6A-TSHub的總體設(shè)計如圖1所示。首先介紹的是m6A-TSDB，這是一個m6A位點的綜合數(shù)據(jù)庫，其中包括從GEO數(shù)據(jù)庫下載的78例m6A-seq樣本的原始測序數(shù)據(jù)，這些樣本涉及23個健康人體組織的表觀轉(zhuǎn)錄組譜。平臺利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測了組織特異性RNA甲基化模式。此外為了評估癌癥體細胞變異對其起源組織中m6A甲基化的影響，平臺也從TCGA中收集了來自27種不同癌癥的2587191個癌癥體細胞變異以及對應(yīng)17種組織類型的25個癌細胞系的155個m6A-seq樣本用于驗證變異對m6A甲基化的預(yù)測影響。
2. m6A-TSFinder
接下來介紹的是m6A-TSFinder，這部分是一個從RNA序列中高精度預(yù)測特定組織中m6A甲基化位點的web服務(wù)器，其使用一個弱監(jiān)督進行學(xué)習(xí)的框架WeakRM（圖2），該框架能夠?qū)⑿蛄屑墑e的標簽作為輸入，并預(yù)測最有可能包含RNA修飾的子區(qū)域。
3. m6A-TSVar和m6A-CAVar
文章的這一部分對m6A-TSVar和m6A-CAVar進行了介紹。m6A-TSVar:能夠用于評估遺傳變異對組織特異性m6A RNA修飾的影響。m6A-CAVar則包含了TCGA 27種癌癥中預(yù)測的會影響癌癥原發(fā)組織中m6A修飾的突變。研究將會導(dǎo)致特定組織中m6A甲基化的增加或減少的突變定義為組織特異性m6A變異，其中組織特異性推斷是由m6A-TSFinder實現(xiàn)的，且這些預(yù)測的組織特異性m6A變異會被進一步劃分為低中高三個置信水平（圖3）。
三．平臺的應(yīng)用
1. 從m6A- TSDB檢索23個正常人體組織和25個癌細胞系的m6A位點
m6A-TSDB中包含從23個正常人體組織和25個癌癥樣本中收集了184554和499369個含有m6A的峰。此外，所有含m6A的峰都標記了這些位點受癌癥體細胞變異的影響和潛在轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的信息，且m6A-TSDB中收集的所有數(shù)據(jù)都可以免費下載或共享。因此，該平臺可以用來檢索23個正常人體組織和25個癌細胞系的m6A位點。
2. m6A-TSFinder預(yù)測組織特異性m6A位點的性能評估
該平臺使用10倍交叉驗證和獨立測試評估預(yù)測組織特異性m6A位點的性能。對于每個不同的人體組織，研究隨機選擇實驗驗證的15%的m6A位點，并將其作為獨立的測試數(shù)據(jù)集。將訓(xùn)練數(shù)據(jù)隨機分為10組進行10倍交叉驗證，結(jié)果觀察到大多數(shù)組織的預(yù)測的ROC曲線下面積在0.8 - 0.85之間，表現(xiàn)出良好的預(yù)測性能。
3. 通過m6A- TSVar評估基因變異對組織特異性m6A位點的影響
m6A-TSVar web服務(wù)器能夠利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評估基因變異對組織特異性m6A RNA甲基化的影響。該平臺將從23個人體組織中收集的經(jīng)實驗驗證的m6A峰整合，計算突變影響m6A甲基化概率的變化，返回突變對m6A甲基化影響的極端值。m6A- TSVar是首個通過整合組織特異性m6A模式來探索特定組織內(nèi)變異影響m6A的web服務(wù)器。
4. 通過m6A- CAVar篩選影響原發(fā)組織中m6A的癌癥變異
m6A-CAVar中包括TCGA中提取的27個癌癥的體細胞變異，平臺評估了它們對相應(yīng)健康人體組織中m6A RNA修飾的影響，并用17個配對的正常和腫瘤樣本進行了驗證，結(jié)果共有587983個癌癥體細胞變異被預(yù)測會影響其起源組織中的m6A甲基化狀態(tài)。因此m6A- CAVar可以用來篩選影響原發(fā)組織中m6A的癌癥變異。
5. 解析癌癥m6A變異的組織特異性
m6A-TSHub也可以用來解析癌癥m6A變異的組織特異性。平臺計算了在不同數(shù)量組織中發(fā)揮功能的m6A變異體的比例，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大多數(shù)m6A相關(guān)癌癥變異是組織和癌癥特異性的，只有約1.17%的m6A相關(guān)癌癥變異在三種以上癌癥起源組織中發(fā)揮功能(圖4A)，不過基因水平上具有較高的一致性(圖4B)，平臺也分析了兩種不同組織之間共享m6A突變攜帶基因的比例，結(jié)果觀察到皮膚、胃等大部分組織之間存在很強的相關(guān)性。然而，心臟、睪丸和甲狀腺等組織與其他組織的關(guān)聯(lián)相當弱（圖4C）。
6. web界面和應(yīng)用程序交互
m6A-TSHub具有用戶友好的web界面，具有多種功能，包括數(shù)據(jù)庫和在線服務(wù)，用戶能夠快速查詢數(shù)據(jù)庫，上傳自定義作業(yè)，并下載所有m6A在組織層面的相關(guān)信息。用戶可以根據(jù)組織(圖5A)、不同癌癥類型以及其他過濾條件（如基因類型、m6A狀態(tài)、置信度和疾病關(guān)聯(lián)等（圖5B）），查詢包括TCGA項目名稱、腫瘤生長組織、基因、染色體區(qū)域、COSMIC ID和疾病表型等信息(圖5C)。m6A- TSDB(圖5D)和m6ACAVar(圖5E)中也收集了組織特異性m6A峰和癌癥m6A相關(guān)變異(圖5E)的詳細信息并查看(圖5F)。此外，在線服務(wù)器也允許用戶在定義的區(qū)域內(nèi)識別m6A位點和m6A相關(guān)變異體，并選擇組織(圖5G和H)。
7. 實用研究案例
文章最后介紹了三個利用該平臺研究m6A的案例。案例1:結(jié)腸癌中的PIK3CA變異。以往有研究報道m(xù)6A RNA修飾在結(jié)腸癌中發(fā)揮重要作用，目前尚不清楚哪一單基因變異可能導(dǎo)致m6A失調(diào)。作者在m6A-CAVar中發(fā)現(xiàn)3號染色體的PIK3CA體細胞變異被預(yù)測能夠消除3號染色中一個區(qū)域的m6A甲基化。案例2：膠質(zhì)母細胞瘤中的PLEC變異。膠質(zhì)母細胞瘤(GBM)是最具侵襲性的腦腫瘤類型，之前已經(jīng)有研究指出m6A在這種疾病中具有關(guān)鍵作用。作者在該研究中發(fā)現(xiàn)PLEC上的一個體細胞癌癥變異被預(yù)測與大腦中一個m6A位點有關(guān)。案例3：肺癌中的EGFR變異。大量研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)m6A RNA修飾與人類肺癌相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)在肺鱗狀細胞癌中m6A 會調(diào)節(jié)EGFR表達并促進人肺癌細胞侵襲。因此作者在m6A-CAVar數(shù)據(jù)庫首頁以基因名稱“EGFR”進行搜索，然后對結(jié)果進行篩選，只保留與肺組織相關(guān)的記錄，結(jié)果得到來自兩種肺癌的共10種癌癥m6A相關(guān)變異(圖6A和B)。作者也通過簡單地單擊人體圖中的相關(guān)位置(圖6C)查詢到了在肺組織中起作用的m6A相關(guān)改變記錄（圖6D）。
到這里這篇文章的主要內(nèi)容就介紹完了，文章介紹了一個研究特定癌癥類型或組織中m6A的數(shù)據(jù)庫資源，小編奉上該數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)址：www.xjtlu.edu.cn/biologicalsciences/m6ats。小編查詢發(fā)現(xiàn)近兩年m6A相關(guān)文章的數(shù)量一直在增長，可見m6A是目前的一個熱點方向，而該數(shù)據(jù)資源能夠幫助小伙伴探索人類組織特異的m6A以及癌癥中m6A相關(guān)的基因組變異，是一個很有用的數(shù)據(jù)資源。
