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Plus推荐 | 凡是过去,皆为序章——m6A结构生物学前沿进展

 六月花LI 2018-09-11

目前已经发现在RNA中有超过100种的化学修饰 【1】。最近发现一些在mRNA上的修饰,如m6A甲基化,拓宽了对表观转录组学(epitranscriptomics)的认识。在所有的这些修饰中,m6A可以说是RNA epitranscriptomics领域的一颗新星。通过测序数据分析,m6A修饰是在mRNA和非编码RNA(ncRNA)中是最丰富的一种。m6A修饰主要集中在一个含RRACH的保守motif中出现,而且在mRNA的3’ UTR和转录起始位点(transcription start site, TSS丰度最高【2-3


m6A影响的功能非常之广泛。在分子水平,m6A几乎影响到所有方面的mRNA的代谢,包括剪接、翻译、稳定性以及miRNA的成熟【4-6】。这些被m6A调节的RNA代谢过程在这一系列的细胞进程中扮演着重要角色。在细胞水平,它可以影响免疫细胞的稳态、精细胞的发育、造血干细胞的造血功能、癌细胞的发生、神经细胞的发育等等。近些年来,据不完全统计,有关它的功能的报道已经有不下200篇高水平的文章。即使现今,它的火热程度也是有增无减,不断有高水平文章更新。


尽管m6A近些年来如此火热,但其实m6A的发现都已经有将近半个世纪的历史了。早在1974年,m6A就已经被发现存在于癌细胞中【7】。后来陆续发现在病毒/酵母/植物/动物等物种中大量存在【8-11】。m6A首次被鉴定存在于一个保守的含RRACH的motif中是在上世纪八十年代,科学家利用当时的测序技术和生化分析手段得出该结论,并且该结论近年来被现在高通量的二代测序分析所证实 【2、3、12、13】(不得不由衷的佩服当时的科学家的水平和能力,也感慨一下那时候国内的科研基础与国外的的科研实力的差距!)


在体内,m6A修饰主要被三类蛋白分子调节,催化在RNA上形成甲基化的酶一般称为“编码器”(writer,m6A甲基转移酶),去除在RNA上甲基化的酶被称为“消码器”(eraser,m6A去甲基化酶),识别RNA上甲基化的酶被称为“读码器”(reader,m6A结合蛋白或识别蛋白) [图1]。因此,m6A甲基化修饰是个可逆的动态过程,分别由编码器写入和消码器消除,并且还可以通过读码器识别,参与并影响到一系列的生物学过程。

图1. m6A甲基化动态过程(Curr Opin Struct Biol. 2017)


在今天的介绍中,我们主要简述m6A结构生物学的进展,即,从结构生物学的角度,描述关于m6A “编码器”、“消码器”和“读码器”最新研究进展。说到m6A的结构生物学进展,不得不提及最近的三篇关于m6A的结构生物学文献综述 【14-16】,均是有华人科学家撰写,甚感欣慰!准备此文,主要参考了这三篇综述和其他主要的原始研究性论文。(其实在m6A领域,如今的华人科学家可以说是占据半壁江山,其中的开拓者之一Chuan He更是不得不提及的大牛!)


下面正式进入今天的主题。


 

m6A “编码器”


m6A “编码器”发现简史


如今越来越多的蛋白质被鉴定为m6A “编码器”蛋白复合物组分,目前已经报道的包括METTL3、METTL4、WTAP、KIAA1429(VIRMA/Virilizer)、RBM15、RM15B、HAKAI等蛋白【4、5、15】另外需要注意的是,另一个单独的m6A甲基转移酶METTL16被报道为专一的催化pre-mRNA和non-coding RNA 【17-18】暂时没有发现它需要与其他蛋白形成复合物才能执行功能。关于METTL16此处不多做介绍。


m6A “编码器”蛋白的发现可谓曲折。早在上世纪90年代,Rottman课题组就在开展相关的研究。他们直接从內源细胞提取蛋白,鉴定出三个甲基转移酶的组分:MT-A1、MT-A2和MT-B 【图2】。这MT-A1仅含30 kDa的蛋白,后续实验的重复性也并不是很好,具体是什么组分作者没有鉴定,我们无从考证,后来作者自己也放弃了 【19-20】。然而另外两个组分分别含有一个200kDa和875kDa的复合物。并且,最关键的是,作者从这个200kDa复合物中分离出了一个SAM(甲基供体)结合的70kDa的蛋白,命名为MT-A70。通过蛋白酶解、HPLC分离和蛋白质测序,该课题组最终确定了该蛋白质的序列笔者再次佩服当时国外的科研水平和这些科学家的能力,硬生生的把一个未知蛋白找到并且还确定了它的DNA和蛋白质序列,对这些科学家表示深深的敬仰之情!)。后来的人类基因组计划测序完人类基因后,Human Genome Orgnisation (HUGO) Gene Nomenclature Committee将该基因命名为METTL3【21】,与Rottman的发现完全一致。

图2. 內源蛋白的提取(RNA, 1997)


2008年,METTL3的同源蛋白AtMTA在拟南芥中的功能被报道,AtMTA的紊乱会导致球胚期胚胎发育的不正常。同时,AtMTA被鉴定与另一个蛋白AtFip37(即在哺乳动物中WTAP的同源蛋白)相互作用【10】


时间来到2014年,有四个课题组独立报道了METTL3-METTL14的相互作用关系 【22-25】。其中Chuan He组,Jing Crystal Zhao组和Yungui Yang组稍早于Aviv Regev组。他们都分别独立地鉴定出METTL3、METTL14是m6A “编码器”蛋白复合物的重要组分,并且鉴定两者之间的相互作用。有意思的是,He和Zhao在测定甲基化活性实验发现,METTL3、METTL14对于甲基化活性有一个协同效应,即单独的METTL3,METTL14对于METTL3-METTL14二元复合物的活性有极大的促进作用。在他们的体系中,METTL3是没有甲基转移酶活性的,但是METTL14的活性却是相当可观的 【图3】。这一点使值得商榷的,我们后面会讨论到。

图3.甲基化活性探索结果(Nat Chem Biol. 2014


在He,Yang和Regev的发现中,WTAP被报道是m6A “编码器”蛋白复合物的另一个重要组分。它的存在不影响甲基化活性,但是可能影响结合RNA的能力。也被推测WTAP可能在m6A时空性调控中其重要作用。尽管Regev的报道是最晚的,不过他的内容最丰富。除了METTL3、METTL14、WTAP外,他们还鉴定到另一个蛋白组分KIAA429。该蛋白此前被报道与WTAP相互作用,但是与m6A的关系还是首次被提及。后来越来越多的实验也证明了KIAA1429在m6A “编码器”蛋白复合物的重要角色。由于本文主要关注m6A结构生物学进展,所以也就不过多讨论WTAP、KIAA1429、RBM15等蛋白的发现和功能了,而目前除了METTL3-METTL14有结构外,其他的“编码器”蛋白还没有与m6A相关的蛋白结构。


m6A “编码器”结构基础


自从METTL3-METTL14复合物被鉴定之后,它的结构生物学基础就一直比较受大家关注。2016年,三个课题组分别独立的报道了METTL3-METTL14复合物甲基转移结构域(methyltransferase domain,MTD)的晶体结构 [26-28] ,其中就有来自国内的科学家。华中农业大学的殷平课题组和中科院武汉物理与数学研究所唐淳研究员的合作,率先在Nature杂志报道了METTL3-METTL14 MTD的晶体结构。从晶体结构上看,METTL3 与METTL14的结构相似性很高,并且二者有很强的相互作用。METTL3包含甲基供体(SAM)的结合口袋,但是METTL14的相应位置却是个退化的SAM结合位点,不能结合供体SAM或产物SAH(这个猜想在此前的一篇生物信息学结构预测文章中有所提及,不过,最终还是眼见为实)


通过进一步的生化方法,证明了METTL14并没有甲基化活性,这一点与之前初期开始鉴定METTL3/METTL14时有一定的矛盾。不过这一观点也得到了比较好的解释。Nam课题组推测,由于初期鉴定时,He和Zhao都是用的哺乳动物细胞系,提纯的蛋白并不纯,尤其是METTL14在表达的过程中,很可能也很容易污染内源的METTL3。这一观点在Nam的文章中有所证实,单独从哺乳动物细胞中纯化METTL14,可以通过western检测到METTL3的存在。其实我们回过头去仔细看Zhao的文章的蛋白胶图,在原文figure 1e的western胶图中,其中纯化的METTL14的western结果有是有明显的METTL3的阳性条带的。同时,纯化的METTL3的western结果也有较弱的METTL14的阳性条带 [23] 【图4】。这是为什么呢?为什么METTL14容易被METTL3污染呢?这一点也可以通过结构的角度得到解释,晶体结构表明METTL14和METTL3存在非常大的相互作用界面,有超过20氨基酸参与了他们两者之间的相互作用,说明他们的相互作用的确使很强的 [26, 27]。另外,笔者了解到,单独的METTL14蛋白并不是很稳定,METTL3可以帮助其不容易被降解。因此,METTL14在哺乳动物细胞系表达和纯化过程中很容易被内源METTL3污染。

图4. Zhao’ Lab 文章中METTL3/METTL14 western实验结果Nat Cell Biol. 2014


最终的METTL3-METTL14的复合物结构呈现出一个蝴蝶状,都是非常经典的Rossman fold甲基转移酶结构域 【图5】。它的新颖之处在于它是两个同源蛋白形成的二元复合物,一个是真正的甲基转移酶,另一个起到平台和辅助的作用 [26, 27],这在甲基转移酶的研究中是比较少见的。从该结构可以看出m6A甲基转移酶既是一类保守的甲基转移酶,同时又是以一种与众不同的方式执行着甲基化的功能。比较遗憾的是,当时的晶体结构解析的METTL3-METTL14并没有甲基转移酶的催化活性,原因在于该晶体结构仅包含甲基转移酶结构域。殊不知,在“真”酶METTL3的MTD结构域前面,还有两个串联的CCCH类型的锌指结构域 [29]。生化结果表明,没有这两个锌指结构域,该甲基化复合物的活性就会完全缺失,表明这两个锌指结构域的作用非常重要 [27]殷平课题组与唐淳课题组继续合作,证明在锌指结构域(Zinc finger domain,ZFD)与甲基转移结构域(MTD)之间是一段的lingker非常柔性,这也可能可以一定程度上解释为什么之前的晶体结构中看不到ZFD结构域 [30]

图5. METTL3-METTL14复合物结构


殷平教授早年在施一公老师实验室一直从事结构生物学研究,晶体对他来说是绝对的优势。唐淳研究员一直从事核磁共振(NMR)技术和方法的开发,一直是该领域的知名专家,早年也被选为HHMI国际青年学者。所以该课题组对于解决小蛋白的溶液结构应该是驾轻就熟。Yin和Tang两组合作,用NMR的方法,解析了ZFD的溶液结构(据悉,他们也尝试过用结晶的方法去解析单独的ZFD的结构,但是一直都没有成功长出)。并且通过蛋白连接实验证明该溶液下,单独的ZFD与ZFD-MTD复合物中的ZFD,是没有显著区别的。并且通过蛋白连接得到的ZFD-MTD的蛋白活性与生型区别不明显。由此,ZFD的结构解决了。ITC实验表明,ZFD与底物RNA的相互作用非常微弱,仅能在低温10℃条件下滴到20几个微摩尔的KD。结构及其他的生化实验表明,ZFD可能起着一个Target recognition domain(TRD)的作用(基本上否定了此前在Nature报道的METTL14可能起到TRD的作用的假设),并且在ZFD上的一些碱性氨基酸和疏水性氨基酸主要参与和RNA相互作用 [30]


ZFD和MTD的结构的解析并不意味着它的结构生物学研究就差不多结束了。相反,它才刚刚开始。还有众多的问题等待着结构生物学的进一步研究。例如,该甲基复合物具体是如何识别底物RNA的,我们所熟知的m6A底物都含有非常保守的RRACH motif,具体他是如何被“编码器”蛋白识别的呢?是否RNA上每一个RRACH motif都会被“编码器”蛋白催化呢?如此庞大的“编码器”蛋白复合物是如何在体内调控生理过程的呢?是否存在时空表达的调控问题,等等,都值得结构生物学的进一步研究探讨。

 m6A “消码器”


m6A “消码器”发现简史及结构基础


目前为止,m6A去甲基化酶--“消码器”蛋白存在两类:FTO和ALKBH5。他们两个分别以不同的方式行使着去甲基化的功能。FTO将m6A消除需要通过两步反应,先将m6A转化为hm6A(N6-hydroxymethyladenosine),转化成N6-formyladenosine (fm6A),最后再变成A [31];而ALKBH5则直接将m6A的甲基去掉,形成A [32] 【图1】


关于这两个蛋白,目前争议最大的是FTO,因为2017年Samie R. Jaffrey组发在Nature的一篇文章,把它推向了质疑的风口浪尖。该文章指出,FTO在体内的真正催化底物不是m6A,而是m6Am [33]。“一石激起千层浪”,该课题组的与Chuan He算是从此“杠”上了。由于贾桂芳老师和He Chuan老师是FTO作为m6A“消码器”蛋白的提出者和鉴定者,所以面对质疑,他们实验室重复了该实验。笔者听过贾桂芳老师和何川老师的报告,他们的结果重新质疑了Samie R. Jaffrey的结果,他们认为Samie R. Jaffrey的对照有问题。因此他们坚持认为FTO在体内的催化底物依然是m6A,而不是m6Am(真的搞错了吗?RNA去甲基化酶FTO的作用底物解读丨特别推荐)。他们都专门强调了他们的实验结果,其中He老师还在2017年的苏州冷泉港RNA修饰专题会议上公开了他们的实验结果,以回应Samie R. Jaffrey的质疑。


Anyway,不管其中的质疑如何,科学总是在不断的质疑中前进,每一个小小的进步都是在前人的成功中总结经验,从失败中吸取教训!我们还是暂且将FTO归为m6A“消码器”蛋白来讨论。剩下的质疑,交给时间去检验。


FTO的蛋白结构解析是在发现催化m6A功能之前。早在2010年,清华大学柴继杰老师课题组就报道了FTO的晶体结构与另一底物3-meT的结构 [34]。从序列上看,FTO与DNA m5C修饰去甲基化酶TET同属于2-oxoglutarate (2OG)-dependent oxygenase家族。从结构上看,FTO有两个完整的结构域:N-端结构域(NTD)和C-结构域(CTD)【图6】。其中NTD是与2-oxoglutarate (2OG)-dependent oxygenase家族的结构和序列保守,CTD主要起到一个骨架的支撑作用。

图6. FTO的结构Genomics Proteomics Bioinformatics. 2018


早期解析FTO的结构主要是因为FTO是作为肥胖相关基因的重要性[35]。直到2011年,Chuan He组在Nature Chemical Biology发表了FTO作为RNA m6A的去甲基化酶的研究论文Yuigui Yang也有合作),第一次阐明了m6A修饰的RNA是FTO在体内的生理底物 [36]。之后陆续有大量文章报道对FTO基因的调控会使体内的m6A水平受到显著的影响 [5, 37, 38]


也正是与肥胖的关系,在FTO结构解析后,有不少课题组对此蛋白做了不少的药物筛选,其中就包括国内武汉大学的周翔课题组和上海药物所的杨财广课题组的工作(据悉,杨财广老师在2004-2008年期间在Chuan He老师组做博士后)[39-42]。然而直到2017年Samie R. JaffreyNature报道FTO的生理底物可能是m6Am而不是m6A [33],才让人对该蛋白产生了质疑。目前也确实有不少文章对此表示过探讨和猜测,由于FTO与底物m6A的复合物的缺乏,更让人对此产生了一定的怀疑—为什么FTO可以长出与3meT的晶体,却至今没有人报道与m6A的共结晶,是因为这个原因吗?我们不得而知,最终结果与结论需要进一步的研究。反正神仙打架,凡人避让!


在鉴定了FTO作为“消码器”蛋白之后,Chuan He组继续和Yungui Yang 组合作,坚定了另一个m6A“消码器”蛋白--ALKBH5 [32]。Alkb蛋白也是属于2-oxoglutarate (2OG)-dependent oxygenase大家族中,Alkb蛋白在哺乳动物中有8个同源蛋白(算上FTO的话是9个),分别都有不同的催化底物。


ALKBH5蛋白发现后,结构很快就被解析出来 【图7】。2014年,有四个独立课题组解析了ALKBH5的蛋白结构 [43-46]。其中包括中国农业大学的陈忠周老师、多伦多大学的Jingrong Min组和Chuan He组。比较有意思的是,最早online的结构是在2014年1月份,英国牛津的McDonough教授发表在NAR杂志。而Chuan He老师组解了一个斑马鱼的一个同源蛋白,发在FEBS Letter杂志上,明显是被前者scoop了。你可以想象一下,一个自己课题组鉴定功能的的蛋白竟然被别的做结构的课题组抢发了结构,说说也是有些可笑!不过这也可以从侧面反应结构生物学的竞争是有多激烈,以及m6A确实是有多火热!不过话说回来,Chuan He老师组当年已经多年不做结构了,可能一下子上手有些生疏了,就比别人慢了一步了,哈哈!(开玩笑的!)

图7. ALKBH5的结构(Genomics Proteomics Bioinformatics. 2018


ALKBH5的结构特征其实与其他2-oxoglutarate (2OG)-dependent oxygenase家族的蛋白相似,包括FTO的NTD。这两者都是典型的“卷筒蛋糕状”(jellyroll fold)构型。催化中心有一个保守的HXD..H motif (组氨酸/天冬氨酸/组氨酸模体)构成。比较有意思的是,这两者的结构都与该家族另一蛋白ABH2的结构非常相似 [15]。而ABH2的催化底物是双链的DNA而不是RNA,这也许可以通过结构比对,从结构的角度去解释ABH2与FTO和ALKBH5的差别。通过结构比对,正好在ABH2结合双链DNA的位置,FTO和ALKBH5分别有一个额外的loop阻碍了与DNA的结合,使得它们仅能催化单链的DNA或RNA(ALKBH5也有催化单链DNA的活性),尽管他们阻碍结合dsDNA的loop在位置上并不一样,但是达到的效果是一致的 [15] 【图6和图7】。遗憾的是,目前为止,均没有ALKBH5和FTO与m6A RNA底物的共晶结构,这使得其中的分子机制还是若隐若现,目前对于m6Am作为的FTO底物的猜测,也可能只有等待结构生物学的解决才能最终阐明其中的分子机制。我们期待更大的突破! 

 m6A “读码器”


m6A “读码器”简史


YTH domain家族被鉴定为m6A“读码器”蛋白是不可争辩的 [16]。在哺乳动物中,YTH domain家族共有五个成员,分别是:YTHDF1、YTHDF2、 YTHDF3、YTHDC1和YTHDC2 [14-16] 【图8】。YTH domain最早被鉴定是在2002年,当时仅仅被作为普通的RNA结合蛋白 [47]。它第一次与m6A关联是在2012年。2012年,在NatureCell杂志几乎同时online了两篇测序相关的文章,拉开了近几年来m6A的功能研究的序幕 [2, 3]!在Nature的文章中,不仅报道了m6A在高等哺乳动物中的丰度,还鉴定了一组RNA结合蛋白,其中就包括YTHDF2和YTHDF3。

图8. YTH家族的蛋白序列(Genomics Proteomics Bioinformatics. 2018


YTH蛋白真正被公认作为m6A“读码器”蛋白是在2013年底Chuan He组的Nature报道中 [48]。他们鉴定了YTHDF1、YTHDF2和YTHDF3作为m6A“读码器”蛋白的重要角色。后来相继报道了YTH domain家族的其他几个蛋白,并且一一被鉴定为RNA m6A的“读码器”蛋白 [49-51]。值得推崇的是,Chuan He组几乎参与了每一个YTH家族蛋白的开创性鉴定工作。(实际上不仅是m6A“读码器”蛋白,几大主要的m6A“编码器”和 “消码器”蛋白的鉴定工作也是如此!m6A领域相关的三大类蛋白的绝大部分的开创性工作都有Chuan He老师的贡献,真不愧是m6A领域的巨牛、开拓者和奠基人!)


在这五个YTH domain蛋白家族中,YTHDC1是唯一定位在细胞核中蛋白,主要参与调节mRNA的剪接和非编码RNA介导的基因沉默,影响RNA出核等功能 [52-54]。其他四个都在细胞质中发挥功能。YTHDF2主要通过与CCR4-NOT复合物相互作用,影响RNA的稳定性,促进RNA的降解 [55]。YTHDF1、YTHDF3和YTHDC2则可以影响mRNA的翻译效率 [14-16]。需要强调的是,YHTDC2包含1400多个氨基酸,除了YTH domain外,还有其他多个不同功能的结构域。因此,它也是最晚才被鉴定的。作为m6A“读码器”,YHTDC2被报道在哺乳动物的睾丸组织中高度特异表达,并且与减数分裂特异性蛋白MEIOC相互作用 [50, 51]。因此,它在精子发生中起着重要作用。扯远了,回到m6A“读码器”的结构生物学进展。


m6A “读码器”结构生物学基础


2014年,共有五个独立课题组报道了YTH domain的结构 【图9】。在当年的九月份,YTH家族的第一个结构是Jinrong MinChuan He合作在Nature Chemical Biology报道了人源的YTHDC1与修饰的RNA—GG[m6A]CU的复合物结构 [49]。该文章从结构生物学的角度第一次解释了YTHDC1识别m6A修饰的RNA的分子机制。几乎同时,YTH domainZygosaccharomyces rouxii酵母中的同源蛋白MRB1与m6A修饰的RNA复合物也被报道在PNAS杂志上 [56]。紧接着在11月份,在Nucleic Acids ResearchCell Research杂志也online了关于YTH蛋白的三篇文章 [57-59]。其中NAR杂志报道的是鼠源YTHDC1的溶液结构,该结构也包含m6A修饰的RNA底物 [57]。在Cell Research杂志同时online的两篇文章分别是是中科大施蕴渝院士和复旦大学徐彦辉博士课题组的工作。其中施老师课题组报道的是YTHDF2与m6A核苷酸的复合物结构 [59];徐老师课题组报道的是YTHDF2单独的结构 [58]。随后的2015年,Jinrong Min课题组继续在该领域做了不少工作。人源的YTHDF1与酵母的同源蛋白Pho92与RNA的复合物结构被解析出来 [60]

图9. YTH domain的识别m6A结构基础(Genomics Proteomics Bioinformatics. 2018


对于YTH domain识别m6A的分子机制,通过结构生物学得到了非常完善的阐述。YTH domain通过几个保守的芳香族氨基酸 (W377, W428,and L439 in YTHDC1; W411, W465, and W470 in YTHDF1; W432, W486, and W491 in YTHDF2; and W200, W254, and Y260 in ZrMRB1)形成一个巧妙的笼子,这个笼子正好可以“关住”腺嘌呤上被修饰的甲基基团—甲基化的腺嘌呤可以通过嘌呤碱基和苯环之间π-π相互作用,以及甲基基团与芳香族氨基酸的cation-π相互作用被YTH识别;当腺嘌呤没有被修饰时,YTH domain就缺少了“卡住”目的RNA的甲基基团,于是与RNA的相互作用力就会减弱[14-16] 【图9】。这个特异性识别m6A修饰的RNA结合蛋白很好的诠释了m6A“读码器”的作用。不仅如此,YTH domain上的一些氨基酸还可以与RNA上的其他碱基的相互作用,比如在YTH蛋白的识别过程中,YTHDC1更偏好在RNA的-1位置(甲基化的A为0号位)是G而不是A,因为G可以与蛋白上的V382形成氢键相互作用。RNA其他位置对于二者之间的相互作用来说也有一定的选择性,主要是氢键、电荷相互作用等作用力在其中起主要作用。这些结构的解析揭示了YTH domain家族蛋白作为m6A“读码器”的真正分子机制 [15, 49]


有意思的是,包含YTH domain的蛋白并不一定就是m6A的“读码器”。施蕴渝老师和复旦大学麻锦彪老师课题组分别报道了Schizosaccharomyces pombe的meiotic mRNA interception protein 1 (Mmi1)蛋白与RNA的复合物结构 [61, 62]。Mmi1蛋白是与减数分裂相关的蛋白,包含一个保守的YTH domain [61],甚至它都包含那几个保守的芳香族氨基酸,但是它并不偏好结合m6A修饰的RNA。Mmi1识别的RNA序列与GGACU大不相同,为U(U/C)AAAC,被称为DSR motif。有趣的是,若是使DSR序列的A甲基化,那么DSR与Mmi1的相互作用将减弱,而不是加强。这与它的结构有关。Mmi1结合RNA是通过一个沟壑,而不是芳香族的“笼子”。尽管Mmi1的芳香族氨基酸在序列上保守,但是在结构上并不保守,Mmi1的W428相对“笼子”而言旋转了90°左右,是的“笼子”处于关闭状态,阻挡了甲基基团的进入。而且,在Mmi1的假想的笼子附近,富集了许多负电荷氨基酸(D358, D360, D423, E441, and D453),这使得与RNA的相互作用产生了电荷排斥 [61]。因此,Mmi1使不太可能喜欢m6A修饰的RNA的。


对于另外的一些RNA结合蛋白,也有报道很多都能结合m6A修饰的RNA。举几个例子:HNRNP A2B1包含多个RRM domain,可以结合RNA,开始被报道可能作为m6A的“读码器”[63]。但是最近的报道证实HNRNPA2B1并不喜好结合m6A修饰的RNA,它影响m6A修饰的RNA可能使通过影响RNA“开关”--m6A修饰会影响RNA的折叠和稳定性,从而影响与RBP的相互作用--的方式 [64]。FMR1蛋白(fragile X-linked mental retardation syndrome protein 1)与脆性X综合征相关,综合征患病者表现为智力低下。FMR1被报道可以以序列依赖的方式结合m6A修饰的RNA,但是由于实验结果使通过免疫共沉淀得到,所以具体其相互作用使直接的还是间接的还不清楚 [65]。IGF2BP s(insulin-like growth factor 2 mRNA-binding proteins)蛋白具有多个串联的KH结构域,也是一类RBP。最近,IGF2BPs被作为一个潜在的m6A“读码器”蛋白被报道。它可以增强mRNA的稳定性,并且可以通过m6A依赖的方式介导RNA的翻译过程 [66]。其他被报道可能作为m6A“读码器”的蛋白还包括eIF3(eukaryotic initiation factors 3),hnRNPC ,hnRNPG,ELAVL1等RNA结合蛋白[4, 6, 14-16]。这些蛋白究竟能不能作为m6A的“读码器”,等待时间的检验和大牛的公断。


后记:

就是在这样一个火热的领域中,有关它的争议也是一直没有休止。有关它的分子机制是否动态 [67, 68],它的催化过程具体有哪些蛋白参与调控,又是怎么调控;它是否受时空性表达等问题,或是充满争议,或是等待后续研究的发掘。借用Huang & Yin review文章中的一句话,也是莎士比亚的一句名言--“What's past is prologue”!


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