エピトランスクリプトームマークのセンサスと分類法

A Census and Categorization Method of Epitranscriptomic Marks.

• Julia Mathlin
• Loredana Le Pera
• Teresa Colombo

抄録

ここ数年、細胞内でリボ核酸（RNA）分子に作用する化学修飾の徹底的な研究が活発化しています。この新しい研究分野は「エピトランスクリプトミクス」と呼ばれており、よく知られているエピゲノミクスになぞらえて、RNA修飾のアンサンブルが転写後の遺伝子発現制御層を構成する可能性を強調しています。実際、エピトランスクリプトミクスは、非置換的な化学修飾と転写産物への編集イベントの両方を含む、機能的に関連するすべての変化を同定し、特徴付けることを目的としています。実際、遺伝子発現に影響を与えるいくつかのタイプのRNA修飾が、リボソームRNA、トランスファーRNA、小核RNA、メッセンジャーRNA、ロングノンコーディングRNAなどの異なる種の細胞内RNAでこれまでに報告されています。この主に知られていない制御機構の機能的な関連性を支持するために、いくつかのヒトの疾患は、RNAの修飾や、エピトランスクリプトームマークのエフェクターとして機能する可能性のあるRBPに直接関連している。しかし、すべてのRNA修飾を系統的に分類し、この有望な制御コードのルール、作用者、結果を明らかにすることを目的とした、網羅的なエピトランスクリプトームの特性評価は、主に適切な検出技術の欠如によって妨げられているため、現在のところ利用可能ではありません。これは不幸な制限であるが、特にシーケンシング技術の分野では前例のないスピードで技術が進歩しているため、近いうちに克服される可能性が高い。ここでは、エピトランスクリプトームマークに関する現在の知見を概観し、基準となるリボヌクレオチドと、それが修飾された形に到達するまでの一連の修飾（ステージ）に基づく分類法を提案する。この分類法は、発見されたRNAの修飾の数が増加していることを整理するのに役立つと考えられる。

In the past few years, thorough investigation of chemical modifications operated in the cells on ribonucleic acid (RNA) molecules is gaining momentum. This new field of research has been dubbed "epitranscriptomics", in analogy to best-known epigenomics, to stress the potential of ensembles of RNA modifications to constitute a post-transcriptional regulatory layer of gene expression orchestrated by writer, reader, and eraser RNA-binding proteins (RBPs). In fact, epitranscriptomics aims at identifying and characterizing all functionally relevant changes involving both non-substitutional chemical modifications and editing events made to the transcriptome. Indeed, several types of RNA modifications that impact gene expression have been reported so far in different species of cellular RNAs, including ribosomal RNAs, transfer RNAs, small nuclear RNAs, messenger RNAs, and long non-coding RNAs. Supporting functional relevance of this largely unknown regulatory mechanism, several human diseases have been associated directly to RNA modifications or to RBPs that may play as effectors of epitranscriptomic marks. However, an exhaustive epitranscriptome's characterization, aimed to systematically classify all RNA modifications and clarify rules, actors, and outcomes of this promising regulatory code, is currently not available, mainly hampered by lack of suitable detecting technologies. This is an unfortunate limitation that, thanks to an unprecedented pace of technological advancements especially in the sequencing technology field, is likely to be overcome soon. Here, we review the current knowledge on epitranscriptomic marks and propose a categorization method based on the reference ribonucleotide and its rounds of modifications ("stages") until reaching the given modified form. We believe that this classification scheme can be useful to coherently organize the expanding number of discovered RNA modifications.