最近小編讀到一篇近期發(fā)表在Nature Reviews Molecular Cell Biology（IF：35.612）的文章《Reading, writing and erasing mRNA methylation》，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了一些m6A表觀轉(zhuǎn)錄組學(xué)的表征和量化的新方法，m6A與細(xì)胞分化、癌癥進(jìn)展和其他過(guò)程機(jī)制的關(guān)系以及m6A Readers、Writers和Erasers的機(jī)制和功能新概念。如果您的研究涉及RNA加工成熟、穩(wěn)定性、mRNA運(yùn)輸與翻譯、RNA編輯等或其與腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移、胚胎發(fā)育、干細(xì)胞、DNA損傷修復(fù)和病毒感染等方向，經(jīng)常會(huì)關(guān)聯(lián)到m6A研究的課題和實(shí)驗(yàn)，不妨一起來(lái)看看如下文中比較有意思的內(nèi)容和觀點(diǎn)。
1、m6A修飾mRNA的生命周期
m6A修飾mRNA的生命周期示意圖
在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中，以N6-甲基腺苷（m6A）甲基化為目標(biāo)的mRNA的“生命周期”開(kāi)始于細(xì)胞核中。包含核心甲基轉(zhuǎn)移酶樣蛋白3（METTL3）及其銜接子的m6A Writer復(fù)合物位于細(xì)胞核中，在此處它通過(guò)共同轉(zhuǎn)錄添加m6A。m6A Eraser也主要位于細(xì)胞核中。作用于mRNA中m6A的主要m6A Eraser是ALKBH5。最近發(fā)現(xiàn)，脂肪質(zhì)量和肥胖相關(guān)蛋白（FTO）優(yōu)先靶向m6Am，而不是m6A，其主要目標(biāo)是核小RNA（snRNA）中的m6Am。當(dāng)在核中時(shí)，m6A可以結(jié)合特定的核Reader蛋白，主要是YTHDC1（DC1），這可能會(huì)影響剪接或其他核過(guò)程如mRNA輸出。當(dāng)mRNA輸出到細(xì)胞質(zhì)時(shí)，m6A結(jié)合到特定的Reader蛋白上，這些蛋白會(huì)影響mRNA的穩(wěn)定性、翻譯和/或定位。在細(xì)胞質(zhì)中，m6A Reader YTHDF1（DF1）、YTHDF3（DF3）、真核翻譯起始因子eIF3和METTL3均支持m6A mRNA的翻譯。YTHDF2（DF2）和DF3介導(dǎo)m6A mRNA降解，而胰島素樣生長(zhǎng)因子2 mRNA結(jié)合蛋白（IGF2BP1 / 2/3）和突觸調(diào)節(jié)劑FMRP（一種與多核糖體相關(guān)的RNA結(jié)合蛋白，已知具有在神經(jīng)元發(fā)育和突觸可塑性中起重要作用）增強(qiáng)m6A mRNA的穩(wěn)定性。（Am代表甲基化的A；m6Am代表N6，2′-O-二甲基腺苷）
2、m6A募集YTHDF蛋白而導(dǎo)致其相分離
在含有多個(gè)N6-甲基腺苷（m6A）殘基的mRNA存在下，YTHDF（DF）蛋白會(huì)經(jīng)歷液-液相分離（LLPS）。每個(gè)DF低復(fù)雜性結(jié)構(gòu)域具有介導(dǎo)蛋白質(zhì)間相互作用的能力，這些相互作用可誘導(dǎo)相分離的“冷凝物”的形成。然后將這些DF-m6A mRNA冷凝物募集到相分離所形成已存在的無(wú)膜隔室中，例如應(yīng)激顆粒、P體和神經(jīng)元RNA顆粒。了解DF蛋白的相分離調(diào)控規(guī)律，從而控制這些無(wú)膜區(qū)室中mRNA及其相關(guān)蛋白的募集或釋放，將有助于闡明DF蛋白如何調(diào)控細(xì)胞質(zhì)中的m6A命運(yùn)。值得注意的是，核m6A Reader蛋白 YTHDC1可能會(huì)經(jīng)歷類似的相分離過(guò)程。YTHDC1具有低復(fù)雜性結(jié)構(gòu)域，可以在特定的核結(jié)構(gòu)中募集m6A修飾的mRNA，以利于剪接或其他核過(guò)程。
m6A募集YTHDF蛋白從而導(dǎo)致相分離示意圖
3、m6A Writer復(fù)合物組成
m6A writer Complex包含多種蛋白質(zhì)。關(guān)于如此大的復(fù)合物介導(dǎo)m6A形成仍然未知，但單個(gè)蛋白質(zhì)可能具有特定功能或可能整合不同的細(xì)胞信號(hào)以調(diào)節(jié)甲基化，組成writer Complex的蛋白質(zhì)如圖所示。
WTAP：關(guān)鍵的MeTTl3適配器
VIRMA：對(duì)甲基化很重要的WTaP相互作用因子
RBM15/15B：甲基化特異性介體
ZC3H13-WTAP和ZC3H13–RBM15 / 15B：相互作用或結(jié)合因子
CBLL1/HAKAI：被首次鑒定為與e-cadherin復(fù)合物相互作用的e3泛素連接酶
圖形注釋：ARM-型折疊，犰狳型折疊；C2H2，C2H2鋅指結(jié)構(gòu)域；CCCH，CCCH鋅指結(jié)構(gòu)域；LCD，低復(fù)雜度域；METTL3，甲基轉(zhuǎn)移酶樣蛋白3；MTD，甲基轉(zhuǎn)移酶結(jié)構(gòu)域；RING，RING鋅指結(jié)構(gòu)域；RRM，RNA識(shí)別motif；SPOC，spen旁系同源物和直向同源C末端。實(shí)線表示已確認(rèn)的相互作用；點(diǎn)劃線表示尚未表征的相互作用。
4、m6A Writing轉(zhuǎn)錄和位點(diǎn)特異性機(jī)制
（a）N6-甲基腺苷（m6A）Writer復(fù)合物到特定轉(zhuǎn)錄本的募集模型。
上圖展示了兩種模型：模型1中m6A Writer復(fù)合物募集到DNA基序是由轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)的。模型2中通過(guò)組蛋白修飾（例如組蛋白H3賴氨酸36三甲基化（H3K36me3））引導(dǎo)m6A Writer復(fù)合物募集到特定的DNA位置。
（b）將m6A Writer復(fù)合物招募到特定的mRNA區(qū)域可能有助于近端DRACH的甲基化轉(zhuǎn)錄本中的共有序列。
上圖展示了兩種模型：在RNA結(jié)合蛋白（RBP）介導(dǎo)的募集模型中，m6A Writer復(fù)合體在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中被結(jié)合到mRNA中特定位點(diǎn)的RBP引入DRACH位點(diǎn)附近，故附近的DRACH位點(diǎn)可以被甲基化。此類RBP的一個(gè)示例是RBM15 / 15B，它是writer復(fù)雜結(jié)構(gòu)的一部分，可以促進(jìn)m6A writer復(fù)雜結(jié)構(gòu)與RNA的結(jié)合。在RNA聚合酶II中（Pol II）介導(dǎo)的招聘模式中，Pol II的放緩或其暫停有利于m6A Writer的募集。Pol II暫停可能發(fā)生在轉(zhuǎn)錄本的特定區(qū)域，導(dǎo)致m6A在這些位點(diǎn)積聚。
感興趣的可以閱讀原文：Sara Zaccara, Ryan J. Ries and Samie R. Jaffrey. Reading, writing and erasing mRNA methylation[J]. Nature Reviews Molecular Cell Biology volume 20, pages608–624 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41580-019-0168-5
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銳博生物MeRIP/m6A-seq測(cè)序服務(wù)已見(jiàn)刊于Nature Communications 、Molecular Cancer等國(guó)際著名期刊。例如：
[1] Wang H, Hu X, Huang M, et al. Mettl3-mediated mRNA m 6 A methylation promotes dendritic cell activation[J]. Nature communications, 2019, 10(1): 1898. （影響因子：11.87），
[2] Li T, Hu P S, Zuo Z, et al. METTL3 facilitates tumor progression via an m 6 A-IGF2BP2-dependent mechanism in colorectal carcinoma[J]. Molecular cancer, 2019, 18(1): 112. （影響因子：10.679）
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