RNA m6A甲基化綜述

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說起RNA甲基化，已知RNA存在超過100種修飾。在真核生物中，5’端的Cap以及3’的ployA修飾在轉錄調控中起到了十分重要的作用，而mRNA的內部修飾則用于維持mRNA的穩定性。mRNA最常見的內部修飾包括N6-腺苷酸甲基化（m6A）、N1-腺苷酸甲基化（m1A）、胞嘧啶羥基化（m5C）等。

什么叫m6A修飾？

如圖所示，m6A就是在腺苷6位的N原子上插入一個甲基取代基。

m6A修飾又有什么樣的功能呢？

更多功能，等待您的研究 ...

誰參與了m6A修飾？

m6A這種甲基化修飾被證明是可逆化的，包括甲基化轉移酶（Writers）、去甲基化酶（Erasers）和甲基化閱讀蛋白（Readers）等共同參與。其中甲基化轉移酶包括METTL3/14、WTAP和KIAA1429等，主要作用就是催化mRNA上腺苷酸發生m6A修飾。而去甲基化酶包括FTO和ALKHB5等，作用是對已發生m6A修飾的堿基進行去甲基化修飾。閱讀蛋白主要功能是識別發生m6A修飾的堿基，從而激活下游的調控通路如RNA降解、miRNA加工等。

1.m6A甲基化轉移酶（Writers）

甲基化轉移酶（methyltransferase）也叫Writers，是一類重要的催化酶，能夠讓mRNA上的堿基發生m6A甲基化修飾。METTL3、METTL14、WTAP和KIAA1492都屬于m6A甲基化轉移酶的核心蛋白。這些蛋白并不是各自孤立的，而是會形成復合物（complex）共同行使催化功能。由于酵母和線蟲等生物缺少這四種核心蛋白中的一種或幾種，所以m6A甲基化修飾屬于高等真核生物獨有的堿基修飾反應。

2.m6A去甲基化酶（Erasers）

在真核生物中，已發現的m6A去甲基化酶主要包括FTO和ALKBH5等。FTO蛋白全稱Fat mass and obesity-associated protein，屬于Alkb蛋白家族中的一員并且與肥胖相關，FTO被敲除或過表達都會顯著改變小鼠的體重。ALKBH5是另一種重要的去甲基化酶，能夠對細胞核中的mRNA進行去甲基化修飾，在N端有丙氨酸富集區和獨有的卷曲螺旋結構（coiled-coil structure）。在細胞系中敲低ALKBH5后，mRNA上m6A修飾水平顯著上升。

3.m6A甲基化閱讀蛋白（Readers）

RNA pull-down實驗已經鑒定了多種閱讀蛋白，包括YTH結構域的蛋白、核不均一核糖蛋白（hnRNP）以及真核起始因子（eIF）等。YTHDF1-3主要在胞漿中特異性識別m6A修飾的mRNA，而YTHDC1-2的作用部位主要在細胞核內。eIF3蛋白能夠與RNA 5’端UTR上發生m6A修飾的堿基相結合，從而促進mRNA的翻譯。

m6A甲基化檢測方法有哪些？

目前檢測m6A所用的技術手段包括高通量測序、比色法以及液相色譜質譜聯用（LC-MS）等。高通量測序偏向單堿基水平鑒定m6A；而比色法與LC-MS/MS比較相似，也是從整體水平上檢測RNA上m6A甲基化水平，Epigentek公司推出的這款名為EpiQuik M6A RNA Methylation Quantification Kit試劑盒（P-9005），原理與ELISA反應類似，經過優化后檢測m6A靈敏度會更高，操作更為簡便。

您猜，植物中RNA是否也存著m6A修飾呢？

與哺乳動物一樣，植物RNA也存在m6A修飾。大約在40年前，已經有國外的課題組首次在小麥、燕麥、胚芽鞘和玉米的RNA中發現m6A修飾。植物也有屬于自己的甲基化轉移酶（writers）、去甲基化酶（erasers）和甲基化閱讀蛋白（readers）。研究表明，m6A修飾被認為在植物胚胎發育中起著關鍵作用，同時，也參與調節對各種非生物（abiotic）和生物脅迫（biotic stress）的反應。

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