早在四十年前，人們就發(fā)現(xiàn)信使RNA上存在著腺嘌呤上的甲基化修飾（m6A）。這種m6A修飾非常普遍，出現(xiàn)頻率大約是3-5個(gè)殘基/mRNA。不過當(dāng)時(shí)人們并不清楚這種修飾有何功能。近年來，科學(xué)家們逐漸解開了這種mRNA甲基化的神秘面紗，本期Science雜志發(fā)文對(duì)此進(jìn)行了介紹。

2011年研究者們發(fā)現(xiàn)，一種被稱為FTO（fat mass and obesity-associated protein）的酶能夠催化m6A去甲基化。這說明至少有一些m6A修飾是可逆的，而且可能受到了動(dòng)態(tài)調(diào)控。隨后，一系列描述m6A功能的文章陸續(xù)出現(xiàn)，不過這些研究并沒有形成一個(gè)完整的體系。

2012年兩項(xiàng)RNA“甲基化組”研究，鑒定了整個(gè)轉(zhuǎn)錄組中發(fā)生了m6A修飾的mRNA。研究指出，約有7000個(gè)mRNA出現(xiàn)了m6A修飾。這些甲基化位點(diǎn)大多出現(xiàn)在一致性序列Pu[G>A]m6AC[A/C/U]，不過符合要求的位點(diǎn)中只有10%真正被甲基化。雖然這兩項(xiàng)研究的結(jié)果并不完全一致，都顯示m6A在人類和小鼠的轉(zhuǎn)錄組中非常保守，這說明這種修飾很可能具有重要的功能。此外研究者們還發(fā)現(xiàn)，m6A甲基化酶的減少，會(huì)導(dǎo)致剪切模式大規(guī)模改變。

近來還有研究者發(fā)現(xiàn)，通過減少m6A甲基化酶來抑制甲基化會(huì)擾亂生物鐘，使生物鐘周期延長(zhǎng)。而過表達(dá)這種甲基化酶會(huì)使周期縮短。研究顯示，當(dāng)m6A甲基化被抑制時(shí)，細(xì)胞核的mRNA輸出受到延遲。此外細(xì)胞中還出現(xiàn)了廣泛的mRNA穩(wěn)定化，特別是與生物鐘有關(guān)的蛋白編碼mRNA。

另一些研究者檢測(cè)了RNA去甲基化酶缺失的影響。作為首個(gè)被發(fā)現(xiàn)的m6A去甲基化酶，FTO屬于一類催化大量氧化反應(yīng)的酶家族。研究者們對(duì)這些酶進(jìn)行系統(tǒng)性分析，發(fā)現(xiàn)該家族中的另一個(gè)成員ALKBH也是一種m6A去甲基化酶。FTO和ALKBH5都位于細(xì)胞核的核斑（nuclear speckle）中，這里是剪切因子的聚集地。人們推測(cè)，m6A甲基化對(duì)剪切的影響與上述定位有關(guān)。研究顯示，在體外培養(yǎng)的細(xì)胞中抑制ALKBH5，會(huì)影響約3000個(gè)mRNA亞型。此外，ALKBH5缺陷型小鼠雖然表面上可以正常長(zhǎng)大。但缺乏這種去甲基化酶的雄性小鼠是不育的。

上述研究表明，至少存在一種以上的因子負(fù)責(zé)識(shí)別m6A。在最近的一項(xiàng)研究中，研究者們鑒定了特異性識(shí)別m6A的RNA結(jié)合蛋白YTHDF2。他們發(fā)現(xiàn)，YTHDF2的結(jié)合大量出現(xiàn)在甲基化的mRNA上。此外，核糖體圖譜（ribosome profiling）和免疫熒光技術(shù)顯示，YTHDF2的結(jié)合導(dǎo)致mRNA從翻譯中的核糖體轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)的P-body，并在那里被降解。而且mRNA的降解程度與其甲基化位點(diǎn)數(shù)有關(guān)。研究顯示，抑制YTHDF2可以增加目標(biāo)轉(zhuǎn)錄本的穩(wěn)定性。

盡管這些研究為人們展示了m6A修飾的分布和重要性，但仍有一些基礎(chǔ)問題未能得到解決。其中一個(gè)首要的問題就是，細(xì)胞如何實(shí)現(xiàn)這種修飾的特異性。很明顯，序列一致性還不足以回答這個(gè)問題，二級(jí)結(jié)構(gòu)好像也沒什么關(guān)系。不過如果甲基化是與轉(zhuǎn)錄同步的，那么可能染色質(zhì)狀態(tài)會(huì)對(duì)修飾位點(diǎn)的選擇起到某種作用。另外，人們也還未能明確m6A在細(xì)胞核RNA代謝中的具體功能。可能細(xì)胞核中的因子可以識(shí)別這種修飾，也可能這種修飾阻止或改變了一些蛋白的結(jié)合。而且去甲基化酶FTO的重要性也有待進(jìn)一步研究。