基因组所相助研究发明RNA m6A甲基化位点选择性机制及其增进细胞重编程重要功效
2015年2月12日 ，pg电子官网杨运桂研究组与pg电子官网动物研究所周琪研究组及pg电子官网遗传与发育生物学研究所王秀杰研究组 ，整合三方在RNA m6A甲基化、干细胞和生物信息的研究优势 ，相助开展“RNA m6A甲基化的位点选择性机制及其调控成体细胞重编程研究” ，发明了RNA m6A甲基化位点选择性机制及调控细胞重编程重要功效 ，研究结果以“m6A RNA methylation is regulated by microRNAs and promotes reprogramming to pluripotency”为题宣布在Cell 子刊 Cell Stem Cell ，并被选为16卷第3期封面特写报道。
腺嘌呤第6位氮原子上的甲基化修饰 (N6-methyladenosine, m6A) 是高等生物mRNA中含量最为富厚的在进化上守旧的修饰之一。m6A修饰具有序列特异性、甲基化位点选择性及修饰水平动态性特征 ，由RNA m6A甲基转移酶复合物WTAP/METTL3/METTL14催化形成及去甲基化酶ALKBH5和FTO催化去甲基化 ，并被结合卵白YTHDF2和YTHDC1识别。m6A修饰调控靶基因mRNA的稳定性及选择性剪切。可是m6A的漫衍特征、形成选择性机制和在细胞命运决定中的作用在很洪流平上还属未知。
利用生化、干细胞、基因组学、生物信息学等多条理技术手段 ，相助团队发明m6A修饰和非编码microRNA在配相助用底物mRNA上的位点具有物理空间相关性：1-部分反向匹配潜在m6A修饰RRACH序列的非编码microRNA能够介导其结合的mRNA RRACH位点m6A甲基化 ；2-另一部分不反向匹配潜在m6A修饰RRACH序列的非编码microRNA能够介导结合的mRNA位点四周的RRACH序列被甲基化。在人和小鼠细胞中 ，过表达microRNA或其加工酶Dicer ，可以显著增加mRNA m6A修饰水平 ，而敲低两者之一则导致m6A修饰水平下降。Dicer可以调控m6A甲基转移酶催化亚基METTL3在细胞核内核小斑的定位。Dicer和microRNA均可以调控METTL3结合mRNA的亲和力。过表达野生型microRNA可导致结合的mRNA甲基化位点m6A修饰水平升高 ，而突变体microRNA结合的新的mRNA位点原来为非甲基化位点则可以检测到高m6A修饰水平。Dicer和microRNA的表达水平变革并不会影响m6A修饰的甲基转移酶METTL3和去甲基化酶ALKBH5和FTO的卵白表达水平 ，说明了非编码microRNA能够调控RNA m6A甲基转移酶选择底物mRNA的甲基化位点。
通过过表达RNA m6A甲基转移酶催化亚基METTL3 ，可以显著提高小鼠成纤维细胞转化为多能性干细胞的重编程效率 ，而敲低METTL3则显著降低小鼠成纤维细胞的重编程效率 ；并且使用抑制m6A形成的小分子抑制剂环亮氨酸处理和敲低METTL3效果一致 ，都可以显著降低小鼠成纤维细胞的重编程效率 ；METTL3调控了细胞多能性因子Oct4、Sox2、Klf4和Myc的表达。
该项结果揭示了非编码microRNA调控RNA m6A甲基转移酶选择底物mRNA的甲基化位点机制和RNA m6A修饰调控细胞重编程重要功效。为进一步研究m6A的生物功效和RNA表观遗传提供了依据 ，为研究与正常生理（如干细胞干性维持和剖析）或异常病理生命运动（如恶性肿瘤等）关联分子机理提供了新的表观调控研究偏向。
该研究获得科技部重大研究计划、中科院战略性先导专项、国家自然科学基金等项目的资助。
RNA m6A甲基化位点选择性机制及其调控细胞重编程重要功效
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