“表观转录组学”的概念是通过转录后修饰影响RNA的结构和功能，是近几年来生物学科里热门的研究领域之一，目前已知的天然RNA修饰类型超过150种，之前我们已经介绍很多关于m6A、m5C、m1A和m7G的相关内容。目前，ac4C RNA乙酰化修饰作为一类新型RNA修饰，是继m6A修饰之后又一表观转录组学热点和“超级潜力股”！
ac4C RNA乙酰化是在RNA ac4C修饰酶的作用下，使N4位乙酰胞嘧啶发生乙酰化的一种保守的化学修饰（N4-acetylcytidine）。早期研究发现该修饰存在于真核生物中丝氨酸及亮氨酸tRNA和18S rRNA上，导致Watson-Crick碱基配合鸟苷的热稳定性增加，调控蛋白合成中的编码准确性；近期研究发现ac4C广泛分布在人类转录组中，大多数位点出现在编码序列（CDS）内，并且通过改善的mRNA稳定性和翻译促进靶基因表达。
今天小编为大家解析一篇Cell发表的关于ac4C RNA修饰的文章，希望能给大家带来收获！
美国国家癌症研究所（NCI）和弗雷德里克国家实验室探究发表了ac4C的文章，并将该成果发表在了国际顶级期刊Cell（影响因子=36.22）中。该研究，发现下调NAT10（RNA去乙酰化酶）能够抑制Hela细胞的增殖；并且下调NAT10后，mRNA ac4C的总体水平下降；为了进一步探究mRNA ac4C修饰的特点，作者对WT和下调NAT10的Hela细胞进行acRIP-seq和RNA-seq（云序生物提供此项服务），发现ac4C 的peak主要富集在mRNA的CDS区，且与靶mRNA的下调有很大关系；这预示着ac4C可能与mRNA的翻译相关，作者从mRNA稳定性和翻译效率着手探究，发现ac4C乙酰化修饰通过延长mRNA的半衰期促进mRNA的稳定性；通过ac4C peak中的密码子偏好性促进mRNA翻译效率。这些发现不仅扩大了mRNA修饰范围（包括乙酰化残基），也确立了ac4C在mRNA翻译调控中的作用。
原文链接：https://www.sci-hub.shop/10.1016/j.cell.2018.10.030
发表期刊：Cell
影响因子：36.22
实验方法：acRIP-seq、RNA-seq等
技术线路
注：云序提供acRIP-seq和RNA-seq服务
文章内容
（1）NAT10的功能探究
1）NAT10的细胞层面和分子层面表型探究
NAT10是RNA乙酰化酶，为了探究RNA乙酰化（ac4C）对RNA的结构和功能的影响。作者首先探究了NAT10的功能。在Hela细胞中，下调NAT10后，发现能够抑制细胞周期，抑制细胞的增殖能力（图D和E）。为了进一步探究NAT10的功能，作者在siNC和siNAT10转染的Hela细胞中做了RNA-seq，通过GO功能注释分析，发现差异mRNA与Hela细胞凋亡相关（图G），这与前面的细胞表型结果是一致的。
图1：NAT10在细胞和分子层面上功能探究
2）NAT10对mRNA ac4C修饰水平的影响
那么NAT10对mRNA ac4C修饰水平的影响是怎么样的呢？作者通过HPLC方法，发现下调NAT10能够明显降低mRNA ac4C的修饰水平（图D）。
图2：NAT10能够影响mRNA ac4C的整体水平
（2）找NAT10的下游靶基因
ac4C RNA-seq和RNA-seq联合分析：为了进一步探究NAT10对下调靶基因的调控，作者做了RNA 乙酰化测序（acRIP-seq）和RNA-seq，并进行生信分析
1）acRIP-seq结果展示
acRIP-seq测序方法（图A）；统计显示有4,251个ac4C peaks（图E）；ac4C peak峰主要分布在mRNA的CDS区（图H）；靶mRNA的可视化结果，从左到右依次ac4C修饰高富集、中富集、无富集（图F）。
图3：acRIP-seq原理及部分生信分析结果
2）acRIP-seq和RNA-seq联合分析结果展示
火山图展示ac4C修饰随下调的靶基因影响比较明显（图B）;并且ac4C修饰主要发生在下调靶mRNA的CDS区（图D）；累计分数图展示CDS区能够明显靶基因的差异改变倍数（图E）；这说明ac4C修饰主要发生在mRNA的CDS区。
图4：acRIP-seq和RNA-seq联合分析结果
ac4C修饰位点主要发生在mRNA CDS区，那么是不是影响mRNA的翻译呢？
（3）ac4C的功能探究
1）探究ac4C对ｍRNA的稳定性的影响
为了探究ac4C修饰对mRNA的稳定性的影响，作者做了BRIC-seq（主要用于检测RNA半衰期）。BRIC-seq原理图（图A）；在WT中，ac4C修饰和CDS能够延长mRNA的半衰期，进一步说明能够提高mRNA的稳定性（图B）；下调NAT10能够一直ac4C靶mRNA的稳定性（图C）；作者又进一步通过BRIC-RT-qPCR低通量验证，ac4C靶mRNA的表达情况，发现下调NAT10能够明显抑制ac4C靶mRNA的稳定性，这与测序结果一致（图Ｅ）。
图5：ac4C修饰能够促进mRNA的稳定性
2）探究ac4C对ｍRNA的翻译效率的影响
为了探究ac4C修饰对mRNA的翻译效率的影响，作者做了Ribo-seq（核糖体测序）。Ribo-seq原理图（图B）。生信分析，在WT中，ac4C靶mRNA的的翻译效率增强，下调NAT10后，ac4C靶mRNA的翻译效率整体下降（图C）。qPCR结果显示，下调NAT10后，ac4C靶mRNA的RNA水平没有明显差异变化，但是在蛋白表达水平上是明显降低的（图D-F）。
图6：ac4C修饰能够促进mRNA的翻译效率
（4）ac4C的机制探究
那么，ac4C是如何调控mRNA翻译效率的呢？接下来作者进行了ac4C的分子机制探究。作者探究了mRNA密码子的偏好性，并通过生信分析展示了乙酰化修饰在第3位碱基上的情况（图A），并对其进行统计，发现乙酰化修饰的C出现在mRNA 密码子的第3位具有统计学意义（图B）；motif分析结果显示在ac4C靶mRNA中的第3位碱基上，大多会出现发生乙酰化的C（图D-E）。
为了进一步进一步验证ac4C对mRNA翻译的影响，作者利用荧光素酶报告实验（图F），在报告质粒中转入发生修饰的C（ac4C（+））和同种突变的C（ac4C（—）），体外转录后，转入hela细胞中，分别用ac4C（+）和ac4C（—）激活剂，检测荧活性值，结果展示ac4C（+）能够显著提高mRNA的翻译效率（图G）；裂解发生ac4C（+）和ac4C（—）mRNA后，检测荧光素活性值，发现 ac4C靶mRNA中C的摆动性百分比显著增强（图H）。
图7：ac4C通过密码偏好性促进mRNA的翻译效率
文章总结
本文总体架构分三步走：首先从NAT10（唯一的RNA乙酰化酶）出发，探究了酶的功能，发现下调NAT10能够抑制Hela细胞的增殖，下调mRNA ac4C修饰的整体水平；然后通过acRIP-seq和RNA-seq联合分析，发现ac4C修饰位点主要发生在mRNA的CDS区；最后探究了ac4C的功能机制，发现ac4C通过碱基偏好性促进mRNA的翻译效率。
图8：ac4C通过密码偏好性促进mRNA的翻译效率
云序acRIP-seq技术服务：
RNA乙酰化免疫共沉淀 (acetylated RNA Immunoprecipitation，acRIP) 技术：基于抗体特异性结合乙酰化修饰的碱基的原理，以RNA免疫共沉淀富集甲基化修饰片段为基础，然后通过高通量测序，在全转录组范围内研究发生乙酰化的RNA区域，高效获得结果。
图注：acRIP实验及生信分析流程图
云序acRIP-seq优势
分子全覆盖
可全面检测circRNA、LncRNA、mRNA、pri-miRNA、tRNA和rRNA等多类RNA分子ac4C乙酰化位点。
超微量技术
样本低至500ng
系统性解决方案
提供acRIP乙酰化测序、rip测序&RNA pulldown等全套技术服务，助力RNA乙酰化高分文章发表。
抗体富集效率高
acRIP-seq实验采用预验证的商业化抗体和精心优化的实验流程，具有极高的效率和特异性。
严格的质控
acRIP-seq实验每一步骤均设有关键质控，全程监控实验质量，保证优质数据。
专业的生物信息学分析
云序生物拥有专业的生物信息分析团队，帮助客户进行实验数据的全面挖掘。
RNA甲基化测序与转录组联合应用
整合RNA乙酰化数据和转录组数据进行生物信息学关联分析，揭示RNA乙酰化对基因表达调控的影响，深入挖掘RNA乙酰化的功能。
acRIP-seq样品要求
样品类型
细胞、组织或RNA，其他样本类型及样品量请电询。
样品量
a）细胞：≥2×107
b）组织：500mg - 1g
c) RNA：30μg - 300μg
d) 超微量满足500ng - 30μg
云序生物RNA表观转录组学特色：
云序作为一家依托于高通量测序的表观转录组学科研服务公司，长期致力于提供优质前沿表观研究测序产品，继m6A、m5C、m1A之后，云序隆重推出多款RNA新修饰，不仅ac4C RNA乙酰化测序，还包括m7G/m3C RNA甲基化测序、2'-氧-甲基化测序等产品，打造了全面的RNA修饰研究平台。
云序，您身边的表观转录测序专家！
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