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撰文丨黄 蔚 在过去的六七年间，围绕RNA的m6A修饰研究是生命科学领域最热门的方向之一，文章频出，特别是在CNS系列期刊，有很多非常漂亮的工作，让人目不暇接。基于此，小编向大家推荐三篇Cell Research的综述论文，分别来自中科院基因组所杨运桂组和美国希望之城（City of Hope）陈建军组以及芝加哥大学Tao Pan，为大家梳理m6A修饰复合体相关蛋白的鉴定，功能以及m6A在疾病，特别是肿瘤中的作用的研究进展。 杨运桂老师发表题为“Dynamic transcriptomic m6A decoration: writers, erasers, readers and functions in RNA metabolism”的综述，主要介绍了目前对m6A的书写器（writers）、擦除器（erasers）和阅读器（readers）的鉴定和功能，帮助大家全面的了解参与RNA m6A修饰的蛋白分子及其影响的RNA代谢过程，并主要论述了m6A在mRNA可变剪接上的研究进展。 RNA的m6A修饰是由多蛋白组成的复合体完成的，该复合体中最早被鉴定到的是METTL3，METTL14和WTAP。其中，METTL3定位在细胞核中，是催化m6A修饰的酶，也有文章报道细胞质中的METTL3能发挥独立于酶活性的功能，促进mRNA的翻译【1】。而METTL14虽然与METTL3同源，却缺少酶的催化活性结构域，被认为是通过提供RNA结合平台来提高METTL3的催化活性【2-5】。WTAP也不具备催化酶的活性，其功能主要是帮助METTL3/METTL14复合体定位到核小斑（nuclear speckles）中【6-7】。除了我们熟悉的METTL3/METTL14/WTAP复合体外，近年来通过蛋白质组的分析，研究发现m6A的书写器还包括KIAA1429、RBM15/RBM15B、ZC3H13和METTL16。其中，除METTL16外，其他蛋白都与METTL3/METTL14/WTAP复合体的结合。KIAA1429与m6A修饰位点的选择性有关【8】，RBM15/RBM15B介导了mRNA和lncRNA(XIST)的m6A修饰【9】，ZC3H13则与WTAP的细胞核定位相关【10】。METTL16与METTL3同源，且具有催化活性，主要功能是调节体内SAM的水平，以及参与核仁小RNA U6的m6A修饰【11】。 目前发现的RNA m6A去甲基化酶只有两个：FTO和ALKBH5。有趣的是，它们都定位在细胞核中，而我们知道，大部分mRNA在细胞核中转录加工成熟后，需要去到细胞质中进行翻译，那么，细胞质中的mRNA的m6A水平是否被调节，以及是否有定位在细胞质中的m6A去甲基化酶，都是需要解决的问题。 RNA的m6A修饰的阅读蛋白主要是YTH家族蛋白以及其他的RNA结合蛋白。其中，YTHDC1定位在细胞核中，参与mRNA的可变剪接【12】。HNRNPA2B1的功能则有一些争议，其早先被报道通过识别m6A修饰参与miRNA的加工成熟过程中【13】，而后续的研究发现m6A可以改变RNA的结构，HNRNPA2B1识别了m6A影响的RNA结构，而非m6A本身【14】。YTHDF1、YTHDF2、YTHDF3、YTHDC2和IGF2BP1/2/3主要参与mRNA的翻译和降解。 下图是杨老师组论文中画的非常详细的示意图，对括参与m6A修饰的蛋白和功能，都做了详细的注释。 陈建军老师的综述题为“RNA N6-methyladenosine modification in cancers: current status and perspectives”，偏重于梳理m6A相关蛋白在癌症中的研究进展，并讨论了靶向m6A相关蛋白的癌症治疗方案的可行性。 值得注意的是，该研究列举的部分研究得到了看似矛盾的结果。 比如FTO和METTL14，一个是去甲基化酶一个是甲基化酶，但都通过稳定MYC的mRNA从而促进白血病的发生发展【15-16】。研究者认为MYC mRNA不同位点的m6A修饰发挥了不同的功能，MYC 5’端的m6A修饰主要促进mRNA的降解，因此FTO通过消除MYC 5’端的m6A，从而促进MYC的表达。而MYC 3’端的m6A修饰则会增加mRNA的稳定性，METTL14通过增加3’端的m6A修饰促进MYC的表达。那么，m6A修饰的选择性就是下一个研究的问题了。 此外，在肝癌中，两个独立的研究组发现METTL14的功能完全相反【17-18】。Ma, J. Z.等发现METTL14抑制肝癌细胞的转移【17】，而Chen, M等发现促进肝癌细胞的增殖和转移【18】。对于这样有争议的结果，可能是由于所使用的细胞系及肿瘤组织的异质性造成的，因此，未来的研究需要进一步研究这其中的差异，以便更好的理解在不同细胞背景下影响基因功能的因素。 除了以上两篇综述，今年2月20日由芝加哥大学的潘涛教授发表在CELL RESEARCH上的综述“Modifications and functional genomics of human transfer RNA”也引起了小编的注意。 tRNA是细胞中摩尔丰度最高的一类RNA分子，也是被修饰得最多的RNA分子，平均每个分子有13个修饰。tRNA参与蛋白合成是最为大众熟悉的生物学过程。但关于tRNA如何相应环境变化，最大限度的提高翻译效率，仍有待探索。此外，有一部分tRNA会与不参加蛋白合成的蛋白质互作，说明它们有可能参与到了其他生命活动过程中。该综述系统的介绍了tRNA的基因结构以及tRNA上的修饰，为我们展示了tRNA丰富多彩的一面。 特别值得一提的是，该综述的字里行间流露出潘涛教授对tRNA的喜爱以及希望tRNA得到更多关注的希冀。比如开篇这一句：“tRNA is generally not on the mind of most research scientists, unless they meet it through chance encounter”。 肿瘤研究一直是生物学中受关注度最高的方向之一，随着对转录组的深入分析，近几年tRNA也渐渐被发现在肿瘤的发生发展中发挥了重要的作用，颇有前景。 参考文献： 1. Lin S, Choe J, Du P, Triboulet R, Gregory RI. The m6A methyltransferase METTL3 promotes translation in human cancer cells. Mol Cell 2016; 62:335-345 2.Śledź P, Jinek M. Structural insights into the molecular mechanism of the m6A writer complex.Elife 2016; 5:e18434. 3. Wang P, Doxtader KA, Nam Y. Structural basis for cooperative function of Mettl3 and Mettl14 methyltransferases. Mol Cell 2016; 63:306-317. 4. Wang X, Feng J, Xue Y, et al. Structural basis of N6-adenosine methylation by the METTL3–METTL14 complex. Nature 2016; 534:575-578. 5. Rottman FM, Bokar JA, Narayan P, Shambaugh ME, Ludwiczak R. N6-adenosine methylation in mRNA: substrate specificity and enzyme complexity. Biochimie 1994; 76:1109-1114 6. Ping XL, Sun BF, Wang L, et al. Mammalian WTAP is a regulatory subunit of the RNA N6-methyladenosine methyltransferase. Cell Res 2014; 24:177-189. 7. Liu J, Yue Y, Han D, et al. A METTL3-METTL14 complex mediates mammalian nuclear RNA N6-adenosine methylation. Nat Chem Biol 2014; 10:93-95 8. Yue Y, Liu J, Cui X, et al. VIRMA mediates preferential m6A mRNA methylation in 3'UTR and near stop codon and associates with alternative polyadenylation. Cell Discov 2018; 4:10. 9. 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