⼀篇纯⽣信分析的“基础⽂章”
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转录后调控可以通过⼀个复杂的蛋⽩质⽹络来影响基因的表达。N1-methyladenosine (m1A)是⼀个新证实的RNA修饰。然⽽对于其在肿瘤发⽣发展的影响知之甚少。⼀说到m1A，你⼀定会想到m6A，2015年6⽉，何川教授揭⽰了重要的RNA表观遗传修饰——N6-甲基腺嘌呤(m6A) 调控信使RNA的翻译效率。这⼀突破性的研究发现发布在Cell杂志上，之后有关m6A的调控研究如⾬后春笋般...
今和⼤家分享⼀篇发表在Translational Oncology期刊详情上关于m1A的⽂章：
m1A Regulated Genes Modulate PI3K/AKT/mTOR and ErbB Pathways in Gastrointestinal Cancer
⼤家看到期刊分数不⾼，那为什么要讲嘞，原因就是：看到这个题⽬，你可能误以为他是纯基础研究的⽂章，但它实实在在是⼀篇⽣物信息学数据挖掘出来的⽂章，所以⽣信⽂章也完全可以⾛“机制研究风”。
这篇⽂章研究分析了五种胃肠道肿瘤（GI）患者的TCGA数据。利⽤cBioPortal的数据，研究了9种已知的癌症m1A相关酶的分⼦特征。利⽤多种⽣物信息学⽅法，研究了m1A调控因⼦对其下游信号通路的影响。为了进⼀步证实这⼀调控，还利⽤已发表的数据库中的RNA-seq数据，研究了m1A writer基因 ALKBH3敲除的效果。
数据：
来⾃TCGA的1696例GI癌样本和来⾃GTEX的1874例正常样本，来⾃GEO的GSE73941RNA-seq数据。
长话短说让我⼀起来看下⽂章的主要内容和结果吧
在GI中m1A调控因⼦的表达
图1
表1
在⽂章的第⼀部分，作者⾸先研究了m1A调控基因在GI中的表达。图1A展⽰了对来⾃TCGA的样本的处理，可以看出在肝细胞癌(LIHC)中，m1A调控基因表达⽔平明显⾼于正常⽔平。接下来作者对样本
进⾏了⽆监督主成分分析，分析结果如图1B。接下来作者⼜进⾏了⽣存分析，可以看出在Kaplan-Meier分析中显⽰，在LIHC中，m1A调控基因表达增⾼，与不良预后有关。表1展⽰了癌症的具体信息。因为肿瘤分期是最常⽤的危险分类。所以随后评估了m1A调控基因与胃肠道肿瘤分期的关系(图1D)。
胃肠癌中m1A调控基因的改变
图2
因为体细胞突变与预后和化疗敏感性有关，所以在这部分作者主要研究m1A调控基因的改变情况。如图2A所⽰，基因的扩增，突变，缺失，以及多种改变的基因组改变频率发⽣了重分类。在图2B中可以看出，尽管m1A调控基因的改变在胃肠道肿瘤中普遍存在，但没有规律可循。⼤约15.9%的胃肠道肿瘤患者存在不同类型的m1A调控因⼦改变，包括突变、拷贝数扩增或深度缺失。图2C总结了所有突变的细节，包括胃肠道癌症中的Missense、Iframe和截断突变。
m1A修饰调控的信号通路
图3
在这⼀部分作者主要对m1A修饰调控的信号通路进⾏研究。如图3所⽰，采⽤cBioPortal和反相蛋⽩阵
列分析了胃癌组织中蛋⽩表达(⾮磷酸化蛋⽩和磷酸化蛋⽩)的变化以及m1A调控基因的改变。并且这些蛋⽩编码基因主要参与36种信号通路，作者还直接⽐较m1A调控因⼦mRNA⽔平和选定的信号蛋⽩。
m1A writer基因ALKBH3敲除的基因组图
图4
在这⼀部分，作者对⾼通量序列进⾏了分析，图4A展⽰了从WT_input(⿊⾊)和alkbh3敲除(红⾊)实验中选择HEK293T细胞的基因覆盖的例⼦。⽐较两组间区域图。灰⾊阴影显⽰了⼀个具有代表性的变化。同样，当ALKBH3基因敲除后，AKT1S1读数密度峰值也下降，腺嘌呤位点的错配也减少（图4B）。
功能以及⽹络分析
图5
在⽂章的最后⼀部分作者计算m1A调控因⼦与两个主要参与信号通路的相关性，通过GO功能分析31个m1A调控因⼦下游候选基因。得到BP结果(图5A)，可以看出基因在细胞内信号转导、基因表达的正向调控、细胞迁移和凋亡过程等⼏个⽣物过程中富集。GO BP分析表明，胃癌下游基因的功能与细胞modulate
增殖有关。进⼀步通过STRINGonline数据库和Cytoscape软件，共获得31个下游候选基因和9个m1A调控基因⽹络，其中包含217个节点和4512条边(图5B)。
进⼀步证明m1A调控因⼦在相关⽹络中与ErbB通路和mTOR通路相互作⽤。PPI⽹络揭⽰了详细的蛋⽩质相互作⽤。研究发现，m1A甲基化酶基因与mTOR存在可靠的联系，并与其他信号基因间接连接，其中ErbB和mTOR信号通路可能是m1A调控器功能的关键。
到这⾥，这篇⽂章的主要内容就介绍完了，可以看出作者在胃肠癌中使⽤来⾃TCGA的数据对m1A进⾏了详细的分析，研究利⽤富集蛋⽩和m1A调控因⼦构建了基于细胞的PPI⽹络，⽹络显⽰，m1A调控因⼦主要与mTOR和ErbB信号通路相关，影响多种⼈类⽣物学功能。这就是⼀篇浓浓“基础研究风”的⽣信⽂章！