N6-methyladenosine (m6A) 是真核生物中信使RNA内部最丰富的化学修饰。m6A调控一些重要的转录后RNA过程，包括剪接、转运、稳定和翻译；并且在细胞分化和重编程、胁迫应答、生殖细胞和胚胎建成、肿瘤形成等过程中发挥着重要的作用。由于缺乏高灵敏度、且适用于低RNA/细胞起始量的体内（in vivo）m6A全转录组鉴定方法，相对于其他组学（omics，比如转录组、DNA甲基化组、三维基因组等）的陆续报道，哺乳动物早期胚胎发育过程中的m6A修饰图谱长久以来缺乏较好的刻画。
2023年6月22日，挪威奥斯陆大学（Oslo University）Arne Klungland和John Arne Dahl课题组，以及美国密西根大学（University of Michigan）区健辉（Kin Fai Au）研究组联合在Nature Biotechnology在线发表研究论文Single-cell m6A mapping in vivo using picoMeRIP–seq，开发了一种基于抗体的低RNA/细胞起始量的m6A检测新方法picoMeRIP-seq，该方法可以用于全转录组水平鉴定100 pg PolyA RNA、单个斑马鱼、单个小鼠卵子和早期胚胎，以及10个小鼠胚胎干细胞中m6A的修饰图谱。
自从2012年第一个全转录组m6A鉴定方法发表以来，各种各样的m6A鉴定分析方法已经被开发，包括：（1）基于m6A抗体的，比如PA-m6A-seq、miCLIP、m6A-CLIP、m6A-LAIC-seq；（2）不依赖于抗体的，比如DART-seq、MAZTER-seq、m6A-REF-seq和m6A-SEAL。在这些方法中，DART-seq要求的RNA起始量要求是相对比较低的，为10 ng 总RNA，而且可以用于单个细胞中m6A的鉴定。由于DART-seq实验过程需要体外转基因表达APOBEC1-YTH，因此，它不适用于研究体内系统（早期胚胎发育过程）中m6A修饰的分析。
得益于作者在低DNA/细胞起始量ChIP-seq实验方面长期积累的经验，他们开发了适用于低RNA/细胞起始量的RNA修饰检测新方法picoMeRIP-seq。在此过程中，一些关键步骤得到系统地优化，包括（1）细胞裂解的策略以及单个实验管中基因组DNA和核糖体RNA的去除；（2）打断/破碎RNA的策略；（3）商业化m6A抗体的选择；（4）抗体结合后RNA的洗涤条件；（5）定制化的测序文库构建。
作者首先用PolyA RNA（来自小鼠肝脏组织）和体外培养细胞（小鼠胚胎干细胞）进行了picoMeRIP-seq的评估，证实picoMeRIP-seq可以用于100 pg PolyA RNA和10个小鼠胚胎干细胞起始情况下全转录组水平的m6A鉴定。同时，使用METTL3敲除的小鼠胚胎干细胞以及m6A参考RNA分子（spike-in），进一步证实了picoMeRIP-seq的特异性。接下来，将picoMeRIP-seq应用于RNA含量比较丰富的斑马鱼受精卵（zygote）中，作者观察到即使是在单个受精卵中，如同在多个受精卵样品中效果，依旧可以很好地构建m6A全转录组图谱。
最后，将picoMeRIP-seq应用到单个的小鼠卵子和着床前胚胎，包括GV (germinal vesicle) 和MII (metaphase II)时期卵子以及受精卵（zygote）、2细胞（2-cell）、8细胞（8-cell）、囊胚（blastocyst）时期的胚胎，作者得到了全转录组m6A修饰图谱。主成分分析显示、单卵子/胚胎的m6A修饰可以将各个发育时期很好地区分。m6A修饰区域和基序（motif）分析，得到了和作者之前在多卵子/胚胎一致的研究结果【1】，即m6A 主要定位在翻译终止子（stop codon）附近，并且显著富集经典的m6A模序RRACH (R = G/A, H = A/C/U)。
该研究为将来稀有样品中m6A的功能性研究奠定了技术性基础，比如稀有癌症样品，对于我们了解疾病的发生和进展提供了必备的工具。
Arne Klungland和John Arne Dahl课题组的李艳蛟博士，和区健辉课题组的王运浩博士为共同第一作者。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41587-023-01831-7
参考文献
1 Wang, Y. et al. The RNA m(6)A landscape of mouse oocytes and preimplantation embryos. Nat Struct Mol Biol 30, 703-709, doi:10.1038/s41594-023-00969-x (2023).
