N6-Methyladenosine
एन6-मिथाइलडेनोसिन (एम6ए) को मूल रूप से 1970 के दशक में पहचाना गया था और आंशिक रूप से विशेषता दी गई थी, और यह एमआरएनए और डीएनए में एक प्रचुर मात्रा में संशोधन है। यह कुछ विषाणुओं और स्तनधारियों, कीड़ों, पौधों और खमीर सहित अधिकांश यूकेरियोट्स में पाया जाता है। यह टी. आर. एन. ए., आर. आर. एन. ए. और छोटे परमाणु आर. एन. ए. (एस. एन. आर. एन. ए.) के साथ-साथ कई लंबे गैर-कोडिंग आर. एन. ए. जैसे ज़िस्ट में भी पाया जाता है। एडेनोसिन का मिथाइलेशन एम. ई. टी. टी. एल. 3 युक्त एक बड़े एम. 6. ए. मिथाइलट्रांसफेरेज कॉम्प्लेक्स द्वारा निर्देशित किया जाता है, जो एस-एडेनोसिल-एल-मेथियोनीन (एस. ए. एम.) को बांधने वाली उप-इकाई है। इन विट्रो में, यह मिथाइलट्रांसफेरेज कॉम्प्लेक्स अधिमानतः जी. जी. ए. सी. यू. युक्त आर. एन. ए. ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स को मिथाइलेट करता है और इसी तरह की वरीयता की पहचान रौस सार्कोमा वायरस जीनोमिक आर. एन. ए. और बोवाइन प्रोलैक्टिन एम. आर. एन. ए. में मैप किए गए एम. 6. ए. स्थलों में विवो में की गई थी। हाल के अध्ययनों ने स्तनधारियों में m6A मिथाइलट्रांसफेरेज कॉम्प्लेक्स के अन्य प्रमुख घटकों की विशेषता बताई है, जिसमें METTL14, विल्म्स ट्यूमर 1 संबंधित प्रोटीन (WTAP), VIRMA और METTL5 शामिल हैं। एमआरएनए में एम6ए के गतिशील और प्रतिवर्ती होने की 2010 की अटकलों के बाद, 2011 में पहले एम6ए डिमाइथाइलेज, वसा द्रव्यमान और मोटापे से जुड़े प्रोटीन (एफटीओ) की खोज ने इस परिकल्पना की पुष्टि की और एम6ए के अध्ययन में रुचि को पुनर्जीवित किया। एक दूसरे m6A डिमाइथाइलेज alkB होमोलॉग 5 (ALKBH5) की भी बाद में खोज की गई। एम6ए के जैविक कार्यों को आरएनए बाइंडिंग प्रोटीन के एक समूह के माध्यम से मध्यस्थता की जाती है जो विशेष रूप से आरएनए पर मिथाइलेटेड एडेनोसिन को पहचानते हैं। इन बाध्यकारी प्रोटीनों को एम6ए रीडर कहा जाता है। प्रोटीन के वाईटी521-बी समरूपता (वाईटीएच) क्षेत्र परिवार (वाईटीएचडीएफ1, वाईटीएचडीएफ2, वाईटीएचडीएफ3 और वाईटीएचडीसी1) को प्रत्यक्ष एम6ए पाठकों के रूप में चिह्नित किया गया है और एक संरक्षित एम6ए-बाध्यकारी पॉकेट है। इंसुलिन जैसे विकास कारक-2 एम. आर. एन. ए.-बाध्यकारी प्रोटीन 1,2 और 3 (आई. जी. एफ. 2. बी. पी. 1-3) को एम. 6. ए. पाठकों के एक नए वर्ग के रूप में बताया गया है। आई. जी. एफ. 2. बी. पी. एम. 6ए-युक्त आर. एन. ए. को चुनिंदा रूप से पहचानने और उनके अनुवाद और स्थिरता को बढ़ावा देने के लिए के. होमोलॉजी (के. एच.) डोमेन का उपयोग करते हैं। ये एम6ए पाठक, एम6ए मिथाइलट्रांसफरेसेस (राइटर) और डिमाइथाइलेसेस (इरेजर) के साथ, एम6ए विनियमन का एक जटिल तंत्र स्थापित करते हैं जिसमें लेखक और इरेजर आरएनए पर एम6ए के वितरण का निर्धारण करते हैं, जबकि पाठक एम6ए-निर्भर कार्यों में मध्यस्थता करते हैं। एम6ए को एम6ए स्विच नामक एक संरचनात्मक स्विच की मध्यस्थता करने के लिए भी दिखाया गया है। एमआरएनए पर एम6ए स्थापना की विशिष्टता एक्सॉन वास्तुकला और एक्सॉन जंक्शन परिसरों द्वारा नियंत्रित की जाती है। एक्सॉन जंक्शन परिसर निकटवर्ती आर. एन. ए. की पैकेजिंग करके और इसे एम6ए मिथाइलट्रांसफेरेज परिसर द्वारा मिथाइलेशन से बचाकर एक्सॉन-एक्सॉन जंक्शनों के पास एम6ए मिथाइलेशन को दबा देते हैं। लंबे आंतरिक और अंतिम एक्सॉन में एम6ए क्षेत्र, एक्सॉन-एक्सॉन जंक्शनों और एक्सॉन जंक्शन परिसरों से दूर, पलायन दमन और मिथाइलट्रांसफेरेज परिसर द्वारा मिथाइलेट किया जा सकता है। प्रजाति वितरण खमीर उभरते खमीर (Saccharomyces cerevisiae) में, एम. ई. टी. टी. एल. 3, आई. एम. ई. 4 का समरूप नाइट्रोजन और किण्वन योग्य कार्बन स्रोत भुखमरी के जवाब में द्विगुणित कोशिकाओं में प्रेरित होता है और एम. आर. एन. ए. मिथाइलेशन और सही अर्धसूत्री विच्छेदन और स्पोरूलेशन की शुरुआत के लिए आवश्यक है। आई. एम. ई. 1 और आई. एम. ई. 2 के एम. आर. एन. ए., अर्धसूत्रण के प्रमुख प्रारंभिक नियामक, मिथाइलेशन के लिए लक्ष्य के रूप में जाने जाते हैं, जैसा कि आई. एम. ई. 4 के प्रतिलेख हैं। पादपों में, पॉली (ए) पूंछ के शुरू होने से पहले 150 न्यूक्लियोटाइड्स के भीतर अधिकांश एम6ए पाया जाता है। एम. टी. ए. के उत्परिवर्तन, एम. ई. टी. टी. एल. 3 के अरबीडोप्सिस थालियाना होमोलॉग, के परिणामस्वरूप ग्लोबुलर चरण में भ्रूण गिरफ्तारी होती है। परिपक्व पौधों में एम6ए के स्तर में 90 प्रतिशत से अधिक की कमी से विकास के पैटर्न में नाटकीय रूप से बदलाव आता है और पुष्प संबंधी होमियोटिक असामान्यताएं होती हैं। मानव और चूहे के आर. एन. ए. में एम. 6. ए. के स्तनधारियों के मानचित्रण ने 7,000 से अधिक मानव जीनों के प्रतिलेखों में 18,000 से अधिक एम. 6. ए. स्थलों की पहचान की है, जो पहले पहचाने गए रूपांकन के अनुरूप [जी/ए/यू] [जी> ए] एम. 6. ए. सी. [यू> ए/सी] के सर्वसम्मत अनुक्रम के साथ हैं। कई एम. आर. एन. ए. में अलग-अलग एम. 6. ए. स्थलों का स्थानीयकरण मानव और चूहे के बीच अत्यधिक समान है, और ट्रांसक्रिप्टोम-वाइड विश्लेषण से पता चलता है कि एम. 6. ए. उच्च विकासवादी संरक्षण वाले क्षेत्रों में पाया जाता है। एम6ए लंबे आंतरिक एक्सोन के भीतर पाया जाता है और अधिमानतः 3 'यू. टी. आर. और स्टॉप कोडन के आसपास समृद्ध होता है। 3 'यू. टी. आर. के भीतर एम. 6. ए. माइक्रो आर. एन. ए. बाइंडिंग साइटों की उपस्थिति से भी जुड़ा हुआ है; लगभग दो तिहाई एम. आर. एन. ए. जिनमें उनके 3' यू. टी. आर. के भीतर एक एम. 6. ए. साइट होती है, उनमें कम से कम एक माइक्रो आर. एन. ए. बाइंडिंग साइट भी होती है। सभी एम6ए अनुक्रमण डेटा को एकीकृत करके, आरएमबेस नामक एक नए डेटाबेस ने आरएनए में एन6-मिथाइलडेनोसिन (एम6ए) के अनुरूप मानव और चूहे के जीनोम में लगभग 200,000 स्थलों की पहचान की है और उन्हें प्रदान किया है। एम6ए-सीएलआइपी/आइपी (संक्षेप में एम6ए-सीएलआइपी) द्वारा सटीक एम6ए मानचित्रण से पता चला है कि एम6ए का बहुमत चूहे और मानव की कई ऊतकों/संवर्धित कोशिकाओं में एमआरएनए के अंतिम एक्सॉन में स्थित होता है, और स्टॉप कोडन के आसपास एम6ए संवर्धन एक संयोग है कि कई स्टॉप कोडन अंतिम एक्सॉन की शुरुआत के आसपास स्थित होते हैं जहां एम6ए वास्तव में समृद्ध होता है। अंतिम एक्सॉन (> = 70 प्रतिशत) में m6A की प्रमुख उपस्थिति वैकल्पिक पॉलीएडेनाइलेशन सहित 3 'UTR विनियमन की क्षमता की अनुमति देती है। कठोर कोशिका विभाजन जैव रसायन के साथ एम6ए-सीएलआईपी के संयोजन के अध्ययन से पता चलता है कि एम6ए एमआरएनए संशोधन नवजात पूर्व-एमआरएनए में जमा होते हैं और स्प्लिसिंग के लिए आवश्यक नहीं होते हैं लेकिन साइटोप्लाज्मिक कारोबार को निर्दिष्ट करते हैं। एम6ए पूरे विकास के दौरान और कोशिकीय उत्तेजनाओं के जवाब में गतिशील विनियमन के लिए अतिसंवेदनशील है। माउस ब्रेन आरएनए में एम6ए के विश्लेषण से पता चलता है कि भ्रूण विकास के दौरान एम6ए का स्तर कम होता है और वयस्कता तक नाटकीय रूप से बढ़ जाता है। एम. ई. एस. सी. में और चूहे के विकास के दौरान, एफ. टी. ओ. को मध्यस्थ एल. आई. एन. ई. 1 आर. एन. ए. एम. 6ए डिमाइथाइलेशन के लिए दिखाया गया है और इसके परिणामस्वरूप स्थानीय क्रोमैटिन अवस्था और आसपास के जीन प्रतिलेखन को प्रभावित करता है। इसके अतिरिक्त, एम6ए मिथाइलट्रांसफेरेज को शांत करना जीन अभिव्यक्ति और वैकल्पिक आरएनए स्प्लिसिंग पैटर्न को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है, जिसके परिणामस्वरूप पी53 (जिसे टीपी53 के रूप में भी जाना जाता है) सिग्नलिंग पाथवे और एपोप्टोसिस का मॉड्यूलेशन होता है। एम6ए मानव कोशिकाओं में आर-लूप के आरएनए घटकों पर भी पाया जाता है, जहां यह आरएनएः डीएनए संकरों की स्थिरता के विनियमन में शामिल होता है। शारीरिक प्रक्रियाओं के लिए m6A मिथाइलेशन के महत्व को हाल ही में प्रदर्शित किया गया था। कोशिकीय मिथाइलेशन के औषधीय अवरोध के माध्यम से एम6ए मिथाइलेशन का निषेध या विशेष रूप से एम6ए मिथाइलेज मेटल3 के एसआईआरएनए-मध्यस्थ मौन द्वारा सर्केडियन अवधि का विस्तार हुआ। इसके विपरीत, एम. टी. टी. एल. 3 की अत्यधिक अभिव्यक्ति के कारण अवधि कम हो गई। स्तनधारी सर्केडियन घड़ी, जो एक प्रतिलेखन प्रतिक्रिया लूप से बनी होती है, जो लगभग 24 घंटे की अवधि के साथ दोलन करने के लिए कसकर विनियमित होती है, इसलिए एम6ए-निर्भर आरएनए प्रसंस्करण में गड़बड़ी के प्रति बेहद संवेदनशील होती है, संभवतः घड़ी जीन प्रतिलेखों के भीतर एम6ए साइटों की उपस्थिति के कारण। माउस कोशिकाओं में सर्केडियन अवधि पर वैश्विक मिथाइलेशन अवरोध के प्रभावों को बैक्टीरियल मिथाइल चयापचय से एक एंजाइम की एक्टोपिक अभिव्यक्ति द्वारा रोका जा सकता है। इस जीवाणु प्रोटीन को व्यक्त करने वाली चूहे की कोशिकाएं मिथाइल चयापचय के औषधीय अवरोध के लिए प्रतिरोधी थीं, जो एमआरएनए एम6ए मिथाइलेशन या प्रोटीन मिथाइलेशन में कोई कमी नहीं दिखाती थीं। नैदानिक महत्व विभिन्न शारीरिक प्रक्रियाओं में एम6ए के बहुमुखी कार्यों को ध्यान में रखते हुए, इस प्रकार एम6ए और कई मानव रोगों के बीच संबंध खोजना आश्चर्य की बात नहीं है; कई एम6ए के संज्ञानात्मक कारकों के उत्परिवर्तन या एकल न्यूक्लियोटाइड बहुरूपता (एसएनपी) से उत्पन्न हुए हैं। एम6ए और कई प्रकार के कैंसर के बीच संबंधों का संकेत उन रिपोर्टों में दिया गया है जिनमें पेट का कैंसर, प्रोस्टेट कैंसर, स्तन कैंसर, अग्नाशय का कैंसर, गुर्दे का कैंसर, मेसोथेलियोमा, सार्कोमा और ल्यूकेमिया शामिल हैं। कैंसर कोशिका प्रसार पर एम6ए का प्रभाव अधिक डेटा उभरने के साथ बहुत अधिक गहरा हो सकता है। एम. ई. टी. टी. एल. 3. की कमी कैंसर कोशिकाओं के एपोप्टोसिस का कारण बनती है और कैंसर कोशिकाओं की आक्रामकता को कम करती है, जबकि हाइपोक्सिया द्वारा ए. एल. के. बी. एच. 5. की सक्रियता कैंसर स्टेम सेल संवर्धन का कारण बनती है। एम6ए को ऊर्जा होमियोस्टेसिस और मोटापे के विनियमन में भी संकेत दिया गया है, क्योंकि एफटीओ ऊर्जा चयापचय और मोटापे के लिए एक प्रमुख नियामक जीन है। एफ. टी. ओ. के एस. एन. पी. को मानव आबादी में बॉडी मास इंडेक्स और मोटापे और मधुमेह की घटना के साथ संबद्ध दिखाया गया है। पूर्व-एडिपोसाइट विभेदन पर एफ. टी. ओ. के प्रभाव का सुझाव दिया गया है। एम6ए और न्यूरोनल विकारों के बीच संबंध का भी अध्ययन किया गया है। उदाहरण के लिए, न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग एम6ए से प्रभावित हो सकते हैं क्योंकि संज्ञानात्मक डोपामाइन सिग्नलिंग को एफटीओ पर निर्भर दिखाया गया था और प्रमुख सिग्नलिंग प्रतिलेखों पर एम6ए मिथाइलेशन को सही किया गया था। एच. एन. आर. एन. पी. ए. 2. बी. 1 में उत्परिवर्तन, जो एम. 6. ए. का एक संभावित पाठक है, न्यूरोडीजेनेरेशन का कारण बनता है। आई. जी. एफ. 2. बी. पी. 1-3, एम6ए रीडर का एक नया वर्ग है, जिसमें ऑन्कोजेनिक कार्य होते हैं। आई. जी. एफ. 2. बी. पी. 1-3 नॉकडाउन या नॉकआउट ने मानव कैंसर कोशिका रेखाओं में एम. वाई. सी. प्रोटीन अभिव्यक्ति, कोशिका प्रसार और कॉलोनी गठन में कमी की। ZC3H13, m6A मिथाइलट्रांसफेरेज कॉम्प्लेक्स का एक सदस्य, नीचे गिरने पर कोलोरेक्टल कैंसर कोशिकाओं के विकास को स्पष्ट रूप से रोकता है। इसके अतिरिक्त, एम6ए को वायरल संक्रमण को प्रभावित करने के लिए बताया गया है। एस. वी. 40, एडेनोवायरस, हर्पीस वायरस, रौस सारकोमा वायरस और इन्फ्लूएंजा वायरस सहित कई आर. एन. ए. वायरसों को वायरस जीनोमिक आर. एन. ए. पर आंतरिक एम6ए मिथाइलेशन रखने के लिए जाना जाता है। हाल के कई अध्ययनों से पता चला है कि एम6ए नियामक मानव इम्यूनोडेफिशिएंसी वायरस (एचआईवी), हेपेटाइटिस सी वायरस (एचसीवी) और जीका वायरस (जेडआईकेवी) जैसे आरएनए वायरस के संक्रमण और प्रतिकृति की दक्षता को नियंत्रित करते हैं। इन परिणामों से पता चलता है कि एम6ए और इसके संज्ञानात्मक कारक वायरस के जीवन चक्र और मेजबान-वायरल अंतःक्रियाओं को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। बैक्टीरिया में एम6ए मिथाइलेशन बैक्टीरिया में भी व्यापक है, जहां इसे प्रतिबंध/संशोधन प्रणालियों से संबंधित मिथाइलेस या अनाथ मिथाइलेस द्वारा पेश किया जा सकता है। बाद के मामले में, उदाहरण के लिए कैलोबैक्टर क्रेसेंटस में, एम6ए का एक प्रतिलेखन मॉड्यूलेटरी प्रभाव होता है। संदर्भ न्यूक्लियोसाइड्स प्यूरिन हाइड्रॉक्सीमिथाइल यौगिक