2025-06-16
RNA 甲基化作為表觀轉錄組學的核心研究領域，正在重塑我們對基因表達調控的認知。RNA 甲基化是指在甲基轉移酶催化下，RNA 分子上特定堿基被添加甲基基團的化學修飾現象。m6A(N6-Methyladenosine)作為 mRNA 中(zhong)最常見的(de)內部修飾，已成(cheng)為近年來的(de)研(yan)究(jiu)熱點。本(ben)文將(jiang)從(cong) m6A 的(de)生物學功能出發，結合經典(dian)研(yan)究(jiu)案例(li)，解析派森諾(nuo)生物的(de) m6A 測序技術體系(xi)，為科研(yan)工作者(zhe)提(ti)供全方位服務。
一、m6A 甲(jia)基(ji)化：基(ji)因表達的(de)動態(tai)調控樞(shu)紐
1、m6A 甲基化分(fen)子機制與生物學功能
2022年在(zai)Nature Reviews Genetics（IF=42.7）上發表了(le)(le)題目為《Biological roles of adenine methylation in RNA》的(de)綜述(shu)文章，這(zhe)篇(pian)綜述(shu)聚焦(jiao)于 RNA 中腺(xian)嘌(piao)呤(ling)甲基(ji)化的(de)生物學作用，重點探(tan)討了(le)(le) N?- 甲基(ji)腺(xian)苷(gan)（m?A）這(zhe)一表觀轉(zhuan)錄組中最豐(feng)富的(de)修飾。m?A 約存在(zai)于 25% 的(de)哺乳動物 mRNA 中，平均(jun)每(mei)個轉(zhuan)錄本(ben)有 1-3 個修飾，主要富集在(zai) 3' 非翻譯區和終止密碼子附近(jin)。其調控網絡呈現多維度特征：
分子層(ceng)面：參與 mRNA 剪接、核輸出(chu)、穩定性維(wei)持及(ji)翻(fan)譯調控，同時對 rRNA、miRNA 等非(fei)編碼 RNA 的功能起調控作用；
基因組層面：與(yu)染色質修飾互作，通過調控(kong)長非編碼(ma) RNA 和重(zhong)復元件維(wei)持(chi)基因組完整性；
生物(wu)過(guo)程層面(mian)：在(zai)干(gan)細胞分(fen)化、胚胎(tai)發育、神經記(ji)憶形(xing)成(cheng)、免疫應(ying)答及癌(ai)癥進展中扮演關(guan)鍵角色(se)。例(li)如，m6A 可影響胚胎(tai)干(gan)細胞多(duo)能(neng)性維持，調(diao)控母(mu)源 mRNA 降解(jie)以完成(cheng)母(mu)源 - 合子過渡，其(qi)異常(chang)調(diao)控更(geng)與(yu)急性髓(sui)系白血病、膠質母(mu)細胞瘤等疾病密切相關(guan)。
2、m6A的動(dong)態調控
其動(dong)態(tai)調控由 METTL3-METTL14-WTAP 復合體(甲(jia)基化轉移酶(mei)(mei)）、ALKBH5、FTO （去甲(jia)基化酶(mei)(mei)）等(deng)酶(mei)(mei)以及(ji) YTH 家族（甲(jia)基化閱讀蛋白(bai)）等(deng)結合蛋白(bai)共同完成。
Writers（甲(jia)基轉(zhuan)移酶）：METTL3-METTL14-WTAP 復合(he)體(ti)催化 m6A 修(xiu)飾形成；
Readers（甲基化閱讀蛋白）：YTH 家族閱(yue)讀蛋(dan)白（如(ru) YTHDF1）識別 m6A 后，可(ke)促進 mRNA 翻譯（如(ru)結合(he) eIF3 復(fu)合(he)體）或降解（如(ru)招(zhao)募 CCR4-NOT1 復(fu)合(he)體）；
Erasers（去甲(jia)基化酶）：FTO、ALKBH5 等去甲基化酶可(ke)移除(chu) m6A 修飾，重塑(su) RNA 功能狀態.
圖1 mRNA 的 m?A 修飾(shi)的分子效(xiao)應(ying)
原文鏈(lian)接：//www.nature.com/articles/s41576-022-00534-0
二、經典(dian)案例解析
1、癌癥免疫治療靶點：METTL3/IGF2BP3 軸調(diao)控 PD-L1 表達
2023 年《Molecular Cancer》（IF=27.1）研究(jiu)揭(jie)示了 m6A 修飾在乳腺(xian)癌免疫逃逸中的關(guan)鍵(jian)機(ji)制。該研究(jiu)發現：
PD-L1 是 METTL3 介導的 m6A 修飾(shi)下游靶點，METTL3 敲低會(hui)減(jian)少 PD-L1 的 m6A 修飾(shi)及 mRNA 穩定性；
IGF2BP3 作為 m6A 閱讀器，依(yi)賴 m6A 結合并穩(wen)定 PD-L1 mRNA，其敲低(di)可逆轉 METTL3 過表達(da)對 PD-L1 的穩(wen)定作用；
功能(neng)實(shi)驗表(biao)明，抑(yi)制 METTL3 或 IGF2BP3 可增強 T 細胞活化與(yu)浸潤，抑(yi)制腫瘤生長，效果與(yu) PD-L1 抗(kang)體相當。臨床樣(yang)本(ben)中，PD-L1 表(biao)達與(yu) METTL3、IGF2BP3 呈正(zheng)相關，為乳(ru)腺癌免疫治療提供了新的表(biao)觀遺傳靶點 。
原文鏈(lian)接：//molecular-cancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12943-021-01447-y
2、植物發(fa)育調控機制：NERD 蛋白介導的 FLC 轉錄抑制
2025 年(nian)《Nature Plants》（IF=15.8）研究聚(ju)焦擬南芥(jie)開花時間調(diao)控，發現植物特有(you)的 NERD 蛋(dan)白(bai)是 m6A 甲基轉移酶復合物的關鍵(jian)組(zu)分 。其機制如下：
NERD 通過與核心甲(jia)基轉移酶 MTA 和 MTB 互作，促進新生 FLC 轉錄本(ben)的 m6A 修飾；
m6A 修飾(shi)與 H3K36me3 甲基(ji)轉(zhuan)移(yi)酶 SDG8 互作(zuo)，減少 H3K36me3 沉積，進而抑制 FLC 轉(zhuan)錄；
nerd-1 突變體因(yin) FLC 轉錄激活(huo)表現為(wei)晚花，而(er) FLC突變可(ke)恢(hui)復正常花期。該(gai)研究(jiu)揭(jie)示了表觀轉錄組與表觀遺傳的互作(zuo)機(ji)制，為(wei)作(zuo)物花期改良(liang)提(ti)供了理論基礎(chu)。
原(yuan)文鏈接：//www.nature.com/articles/s41477-025-01945-7
三(san)、m6A測序(xu)手(shou)段
派森諾的(de) m6A 測(ce)序(xu)(xu)手段(duan)包(bao)含 MeRIP-seq 測(ce)序(xu)(xu)分(fen)析與 direct RNA 測(ce)序(xu)(xu)。接下來通過技術原(yuan)理、分(fen)析流程、主要分(fen)析內容(rong)等方(fang)面展示兩種(zhong)測(ce)序(xu)(xu)手段(duan)的(de)異同(tong)。
1、MeRIP-seq測序分析
（1）技術原理(li)
免疫共沉淀結合(he)高通(tong)(tong)量測序（MeRIP-seq）：利(li)用 m6A 特異性(xing)抗體富集含有 m6A 修飾的 RNA 片(pian)段，再進行高通(tong)(tong)量測序，從而定位 m6A 修飾位點。
（2）MeRIP-seq分析流程(cheng)
（3）主(zhu)要分析(xi)結果(guo)展示
2、direct RNA 測序
（1）技(ji)術原理(li)
direct RNA 測(ce)序(xu)(xu)是(shi)一(yi)種無(wu)需逆轉錄(lu)和 cDNA 合成，直(zhi)接(jie)對 RNA 分子(zi)進行測(ce)序(xu)(xu)的(de)技術(shu)，是(shi)一(yi)種基于納米孔的(de)測(ce)序(xu)(xu)技術(shu)，主(zhu)要通過(guo) Nanopore等測(ce)序(xu)(xu)平臺，RNA 分子(zi)通過(guo)納米孔時會引起(qi)電(dian)流變化(hua)，從而直(zhi)接(jie)讀取 RNA 序(xu)(xu)列。該(gai)技術(shu)除了可(ke)以(yi)準確(que)鑒定轉錄(lu)本的(de)結構(gou)，發現(xian)新(xin)的(de)剪接(jie)異構(gou)體外(wai)，無(wu)需額外(wai)的(de)修飾富集步驟，直(zhi)接(jie)在測(ce)序(xu)(xu)過(guo)程中(zhong)檢測(ce) RNA 修飾，如m6A、假尿(niao)苷、m5C和肌苷。
（2）分析流程
（3）主要分析結果展(zhan)示
3、兩者的主要區別(bie)
老師(shi)們(men)需(xu)要m6A測(ce)序(xu)服務，可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)和小派聯系
