新观点丨关于m6A修饰mRNA的那些事
最近小编读到一篇近期发表在Nature Reviews Molecular Cell Biology（IF：35.612）的文章《Reading, writing and erasing mRNA methylation》，系统地学习了一些m6A表观转录组学的表征和量化的新方法，m6A与细胞分化、癌症进展和其他过程机制的关系以及m6A Readers、Writers和Erasers的机制和功能新概念。如果您的研究涉及RNA加工成熟、稳定性、mRNA运输与翻译、RNA编辑等或其与肿瘤发生和转移、胚胎发育、干细胞、DNA损伤修复和病毒感染等方向，经常会关联到m6A研究的课题和实验，不妨一起来看看如下文中比较有意思的内容和观点。
1、m6A修饰mRNA的生命周期
m6A修饰mRNA的生命周期示意图
在转录过程中，以N6-甲基腺苷（m6A）甲基化为目标的mRNA的“生命周期”开始于细胞核中。包含核心甲基转移酶样蛋白3（METTL3）及其衔接子的m6A Writer复合物位于细胞核中，在此处它通过共同转录添加m6A。m6A Eraser也主要位于细胞核中。作用于mRNA中m6A的主要m6A Eraser是ALKBH5。最近发现，脂肪质量和肥胖相关蛋白（FTO）优先靶向m6Am，而不是m6A，其主要目标是核小RNA（snRNA）中的m6Am。当在核中时，m6A可以结合特定的核Reader蛋白，主要是YTHDC1（DC1），这可能会影响剪接或其他核过程如mRNA输出。当mRNA输出到细胞质时，m6A结合到特定的Reader蛋白上，这些蛋白会影响mRNA的稳定性、翻译和/或定位。在细胞质中，m6A Reader YTHDF1（DF1）、YTHDF3（DF3）、真核翻译起始因子eIF3和METTL3均支持m6A mRNA的翻译。YTHDF2（DF2）和DF3介导m6A mRNA降解，而胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白（IGF2BP1 / 2/3）和突触调节剂FMRP（一种与多核糖体相关的RNA结合蛋白，已知具有在神经元发育和突触可塑性中起重要作用）增强m6A mRNA的稳定性。（Am代表甲基化的A；m6Am代表N6，2′-O-二甲基腺苷）
2、m6A募集YTHDF蛋白而导致其相分离
在含有多个N6-甲基腺苷（m6A）残基的mRNA存在下，YTHDF（DF）蛋白会经历液-液相分离（LLPS）。每个DF低复杂性结构域具有介导蛋白质间相互作用的能力，这些相互作用可诱导相分离的“冷凝物”的形成。然后将这些DF-m6A mRNA冷凝物募集到相分离所形成已存在的无膜隔室中，例如应激颗粒、P体和神经元RNA颗粒。了解DF蛋白的相分离调控规律，从而控制这些无膜区室中mRNA及其相关蛋白的募集或释放，将有助于阐明DF蛋白如何调控细胞质中的m6A命运。值得注意的是，核m6A Reader蛋白 YTHDC1可能会经历类似的相分离过程。YTHDC1具有低复杂性结构域，可以在特定的核结构中募集m6A修饰的mRNA，以利于剪接或其他核过程。
m6A募集YTHDF蛋白从而导致相分离示意图
3、m6A Writer复合物组成
m6A writer Complex包含多种蛋白质。关于如此大的复合物介导m6A形成仍然未知，但单个蛋白质可能具有特定功能或可能整合不同的细胞信号以调节甲基化，组成writer Complex的蛋白质如图所示。
WTAP：关键的MeTTl3适配器
VIRMA：对甲基化很重要的WTaP相互作用因子
RBM15/15B：甲基化特异性介体
ZC3H13-WTAP和ZC3H13–RBM15 / 15B：相互作用或结合因子
CBLL1/HAKAI：被首次鉴定为与e-cadherin复合物相互作用的e3泛素连接酶
图形注释：ARM-型折叠，犰狳型折叠；C2H2，C2H2锌指结构域；CCCH，CCCH锌指结构域；LCD，低复杂度域；METTL3，甲基转移酶样蛋白3；MTD，甲基转移酶结构域；RING，RING锌指结构域；RRM，RNA识别motif；SPOC，spen旁系同源物和直向同源C末端。实线表示已确认的相互作用；点划线表示尚未表征的相互作用。
4、m6A Writing转录和位点特异性机制
（a）N6-甲基腺苷（m6A）Writer复合物到特定转录本的募集模型。
上图展示了两种模型：模型1中m6A Writer复合物募集到DNA基序是由转录因子介导的。模型2中通过组蛋白修饰（例如组蛋白H3赖氨酸36三甲基化（H3K36me3））引导m6A Writer复合物募集到特定的DNA位置。
（b）将m6A Writer复合物招募到特定的mRNA区域可能有助于近端DRACH的甲基化转录本中的共有序列。
上图展示了两种模型：在RNA结合蛋白（RBP）介导的募集模型中，m6A Writer复合体在转录过程中被结合到mRNA中特定位点的RBP引入DRACH位点附近，故附近的DRACH位点可以被甲基化。此类RBP的一个示例是RBM15 / 15B，它是writer复杂结构的一部分，可以促进m6A writer复杂结构与RNA的结合。在RNA聚合酶II中（Pol II）介导的招聘模式中，Pol II的放缓或其暂停有利于m6A Writer的募集。Pol II暂停可能发生在转录本的特定区域，导致m6A在这些位点积聚。
感兴趣的可以阅读原文：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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[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. （影响因子：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. （影响因子：10.679）
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距第七届中国核酸国际论坛开幕
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