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瑞兴生物|单细胞测序·空间转录组·三代测序·RNA调控

多组学技术服务与深度数据挖掘 · 从研究设计到实验验证的全流程支持
表观和遗传组 · RNA 甲基化

MeRIP-seq m6A 甲基化测序

m6A 是真核转录组里最丰富的 RNA 修饰:超过 7,000 个 mRNA 和 300 个 lncRNA 带有它,且富集在终止密码子附近和 3′UTR——正是调控最密集的区域。MeRIP-seq 用 m6A 特异性抗体把修饰片段抓出来测序,在全基因组范围回答"哪些 RNA 在哪些位点被甲基化"。

  • 全基因组 m6A 图谱
  • 两种峰分析策略
  • 我司提供 m6A 抗体
  • 与 RNA-seq 联合
  • 发育动态修饰
Total RNA≥5 µg且浓度 ≥200 ng/µL;细胞 ≥2×10⁷
2种峰分析ABLIRC 与 Piranha 方法互相验证
抗体我司提供m6A 抗体无需客户自备
6–8周input 与 IP 各 1–2 个,含建库测序
01

技术简介

m6A 修饰在人转录组 RNA 中广泛存在。目前研究表明:超过 7,000 个 mRNA 和 300 个 lncRNA 都含有这种修饰;这种修饰富集分布在 mRNA 的终止密码子附近和 3′UTR 区域,暗示 m6A 修饰具有重要的调控功能。

很多 m6A 修饰位点在人和小鼠中保守存在,且某些 m6A 修饰在不同发育时期其修饰水平也在不断变化,同样暗示其重要的调控功能。

目前对 m6A 的全基因组研究方法为 meRIP-seq(也称 m6A-seq)。其原理为:通过特异识别 m6A 修饰的抗体,对细胞内具有 m6A 修饰的 RNA 片段进行免疫共沉淀;通过对沉淀下来的 RNA 片段进行高通量测序,进而结合生物信息学分析,即可在全基因组范围内对 m6A 修饰的状况进行系统研究。

MeRIP-seq 原理:m6A 抗体免疫沉淀修饰 RNA 片段,测序后在全基因组范围鉴定甲基化位点
MeRIP-seq:m6A 抗体富集修饰片段 → 测序 → 全基因组甲基化图谱
02

技术优势

个性化研究方案

针对不同研究领域提供个性化方案,按物种、样本类型与研究目标调整实验与分析设计。

分析流程全备

分析流程全备,数据解读详细,后期数据挖掘可提供个性化分析,不只交一份 peak 列表。

双策略峰分析

结合峰分析策略多种:含 ABLIRC 和 Piranha 两种方法,两套算法互相印证,提高峰检出的稳健性。

研究思路丰富

m6A 修饰图谱及修饰特征分析,不同实验分组间差异 m6A 修饰位点和基因鉴定;与 RNA-seq、CLIP-seq 数据等联合分析,揭示 m6A 修饰的功能。

03

技术流程

1

RNA 提取与片段化

提取总 RNA,片段化至适合免疫沉淀长度

2

m6A 免疫沉淀

m6A 特异性抗体富集修饰 RNA 片段

3

Input 对照制备

同步制备 Input 对照,用于背景评估

4

文库构建与测序

IP 与 Input 分别建库,高通量测序

5

峰调用

ABLIRC 与 Piranha 双策略识别 m6A 峰

6

联合分析

与 RNA-seq、CLIP-seq 数据整合解析功能

04

样本要求

m6A 抗体由我司提供,客户无需自备抗体,这是本项目相对其他 IP 类实验最省心的一点。

样本类型送样量说明
Total RNA(自行提取)≥5 µg 且浓度 ≥200 ng/µLA260/A280 1.8–2.2、RIN ≥7;干冰运输
IP 后 RNA≥10 ng(Qubit 定量)若实验室已完成 m6A IP,可直接提供 IP 后 RNA 建库
细胞≥2×10⁷ 个活细胞状态良好、无污染;组织取目标区域,避免坏死与钙化部分
细胞干体积≥20 µL
动物组织 · 心、脑、肾、肺≥250 mg新鲜组织液氮速冻后 −80 ℃ 保存,干冰运输;避免反复冻融
动物组织 · 肝、脾、胃≥200 mg
动物组织 · 皮肤、血管、软骨、骨等坚韧组织≥500 mg
植物组织≥1 g选健康幼嫩组织;70% 酒精冲洗表面后液氮速冻,干冰运输
两个关键点:① m6A 修饰水平与细胞状态密切相关,取材后应尽快处理并液氮速冻,避免室温放置导致修饰动态变化;② 若研究不同发育时期或处理条件下的修饰差异,各组样本必须同步取材、同步处理,否则组间差异可能来自操作而非生物学。完整版要求以最新版《送样规范》为准。
05

分析内容

标准分析 STANDARD

  1. 数据质控与文库评估MultiQC 汇总;碱基质量、GC 含量、有效长度、cDNA 文库 PCR 重复率
  2. 比对与去冗余unique / multiple、splice / nonsplice、sense / antisense 分类统计,rmdup 后进入后续分析
  3. 基因组分布与覆盖度5′UTR / 3′UTR / CDS / 非编码外显子 / 内含子 / 基因间区占比;转录单元与基因体各切 100 bin 的覆盖曲线
  4. TSS / TTS 与样本关系reads 在 TSS、TTS、起始与终止密码子附近的分布;样本相关性热图与聚类
  5. m6A 峰识别与统计ABLIRC(500 次随机模拟定背景)与 Piranha(ZTNB 模型)双策略,以 Input 为背景;输出峰数、峰内 reads 数、关联基因数
  6. 峰宽度、峰分布与重叠分析峰长度直方图与基因组功能区域注释;两次重复间的峰重叠 Venn,再取 ABLIRC 与 Piranha 的交集
  7. Motif 富集峰内序列基序富集,确认 DRACH 类 m6A 特征
  8. 峰相关基因富集GO 三类(BP / CC / MF)与 KEGG 通路,取显著条目展示

高级分析 ADVANCED

  1. 组间差异 m6A分组比较修饰水平,鉴定差异修饰位点与基因
  2. 与 RNA-seq 联合修饰丰度 × 表达变化,区分修饰与转录的先后关系
  3. m6A 与剪接 / 稳定性关联修饰位点落在 3′UTR 或剪接 junction 附近时的功能指向
  4. 与 RBP 结合谱联合叠 m6A reader / writer 的 CLIP 数据,解析识别与功能分工
  5. 修饰位点保守性跨物种比对看 m6A 位点的序列与位置保守性
06

实测数据

下面两张图来自我司 MeRIP-seq 项目的真实测序结果,对应峰识别环节的两个关键质控点:峰宽度是否合理,以及两套峰调用算法的结果是否相互印证。

MeRIP-seq 实测数据:结合峰 peak 宽度统计,峰长度分布直方图
图 1:结合峰(peak)宽度统计
MeRIP-seq 实测数据:ABLIRC 方法与 Piranha 方法结合峰重叠分析的维恩图
图 2:ABLIRC 方法与 Piranha 方法结合峰重叠分析
这两张图怎么看:① 峰宽度统计——m6A 峰一般比转录因子峰宽(常见在数百 bp 量级),宽度分布集中在合理区间、没有大量异常宽或异常窄的峰,说明抗体富集与背景控制是稳的;若出现大量极宽的峰,通常提示背景偏高或 Input 对照不够干净。② 两套算法的峰重叠——我们同时用 ABLIRC(500 次随机模拟定背景阈值)与 Piranha(零截断负二项模型)两套策略独立call 峰,再看两者的交集。交集比例高,说明这些峰不是单一算法的偶然产物,可信度更高;交集之外的峰可作为补充线索,但不建议单独拿去讲故事。

07

应用案例

项目案例
IF 5.9 Frontiers in Immunology · 鸭甲肝病毒

Attenuated Duck Hepatitis A Virus Infection Is Associated With High mRNA Maintenance in Duck Liver

鸭甲型肝炎病毒感染通过 m6A 修饰与鸭肝中高 mRNA 维持相关

期刊:Frontiers in Immunology(IF 5.9,2024 JCR) · 发表时间:2022 年(Vol 13, Article 839677) · 团队:四川农业大学动物医学院
数据存档:GEO: GSE163905 · 阅读原文:doi.org/10.3389/fimmu.2022.839677

样本与方法:强毒性和弱毒性的鸭甲型肝炎病毒(DHAV)感染的雏鸭肝脏组织,感染后 12 / 24 / 36 / 48 hpi 取样;m6A-seq(MeRIP-seq)测序 + RNA-seq 整合分析,并用 m6A 抗体 dot blot 与 LC–MS/MS 对全局修饰水平做独立定量。

瑞兴支持:本项目由我司团队提供 m6A-seq 测序与数据分析支持——poly(A)+ mRNA 富集与 m6A 抗体免疫沉淀、建库测序、峰调用(ABLIRC 流程)、差异修饰基因鉴定(edgeR)以及 m6A-seq × RNA-seq 整合分析,产出该课题的核心数据(论文署名单位:ABLife BioBigData Institute, Wuhan / Center for Genome Analysis, ABLife, Inc., Wuhan)。该项目各环节的实测数据见上一节「项目实测数据」。

研究发现:研究首次分析了鸭子 mRNA 上的 m6A 修饰水平及分布特征,发现 GAAGAAG 是修饰基序最丰富的基序。整合分析 m6A-seq 和 RNA-seq 数据,发现 m6A 与 DHAV 感染雏鸭肝脏中 mRNA 表达水平总体呈正相关(Wu et al. 2022)——这一结果与哺乳动物系统中常见的"m6A 促进降解"形成对照,提示修饰功能可能具有物种与情境特异性。

该研究展示了 MeRIP-seq 在非模式动物(禽类)中的适用性,也说明"先看修饰图谱、再看修饰与表达的关联"是 m6A 功能研究的标准切入路径。

08

常见问题

MeRIP-seq 能给出单碱基分辨率的 m6A 位点吗?
不能。MeRIP-seq 富集的是包含 m6A 的 RNA 片段,峰宽通常在 100–200 bp,只能定位到区域而不是单个碱基。要拿到碱基级分辨率,需要 miCLIP 或 GLORI 等单碱基方法。MeRIP-seq 的优势是成熟、稳定、成本可控,适合全基因组修饰图谱与组间差异分析。
为什么用两种峰分析策略?
m6A 峰的背景估计对结果影响很大。ABLIRC 和 Piranha 是两套独立的峰调用算法,输入模型和背景假设不同。两套结果取交集得到的峰稳健性更高;两者的差异部分也能提示哪些区域对算法假设敏感,便于后续人工核查。
需要准备抗体吗?
不需要,m6A 抗体由我司提供。这是 MeRIP-seq 相比其他 IP 类项目更省心的地方。客户只需按送样规范提供 RNA、细胞或组织样本。
m6A 和 RNA 表达的关系一定是负相关吗?
不一定。常见叙事是"m6A 被 YTHDF2 识别后促进降解",因此修饰与表达负相关;但案例一在鸭肝中发现 m6A 与 mRNA 表达水平总体呈正相关。修饰的最终效果取决于结合的阅读器蛋白类型、修饰所在区域与细胞情境,不能预设方向,需要结合 RNA-seq 与 CLIP-seq 数据具体分析。
需要多少生物学重复?
差异 m6A 分析建议每组至少 3 个生物学重复,与 RNA-seq 要求一致。修饰水平受细胞状态影响较大,重复不足时组间差异难以与操作波动区分。
项目周期多久?
MeRIP-seq为 6–8 周,含建库测序与结题报告,m6A 抗体由我司提供。若需与 RNA-seq 联合分析,建议两组数据同步启动。
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