近年来，随着m6A甲基化酶（METTL3/METTL14）和去甲基化酶（FTO、ALKBH5）的发现以及测序技术的发展（m6A-seq, MeRIP-seq），以m6A为代表的RNA修饰吸引了研究者的广泛兴趣。
在NCBI里检索关键字“m6A”，我们不难发现文章数量在爆炸式增长。截止2020年11月，m6A相关在线文章达到2385篇，其中2020年独占721篇！足见当下该领域之火热。
那么m6A究竟有什么魔力呢？能让整个科研圈都为之着迷。咱们今天就来了解一下~
m6A功能简介
m6A，全称N6-methyladenosine，代表腺嘌呤环第6位的N原子上插入一个甲基取代基，是一种动态可逆的甲基化修饰方式。甲基化修饰占所有RNA修饰的60%以上，而其中m6A修饰则是最为普遍的一种。
早期研究发现，m6A主要发生在(G/A)(m6A)C序列上。最近的研究发现，m6A偏向于出现在终止密码子和3'UTR上，据此我们不难推断m6A参与基因表达调控。在分子生物学层面，m6A可以调节mRNA分子经历的各个过程，包括可变剪切、出核、翻译、降解等；在生理过程层面，m6A可以调节干细胞分化、动物生长发育、果蝇性别决定、DNA损伤修复、热休克反应、学习与记忆、癌症发展、免疫反应等方方面面【1,2】，基本涉及到生命活动的所有进程，这也是m6A能火的原因之一，不管原来你是做什么领域的研究，都有可能与m6A相关联。
m6A途径组成
上面我们讲到，m6A途径是一个可逆的、动态的过程，与蛋白磷酸化类似，但较之更为复杂。
m6A途径包含三个关键的效应器(effectors)：写入器(writers)、擦除器(erasers)和读取器(readers)，就像编程一样，写入器往核苷酸上添加上甲基，编辑信息；擦除器反之，即去掉核苷酸上的甲基，移除信息，读取器则是能够识别那些核苷酸上含有甲基的序列，读取信息，三者分工明确，协作完成m6A甲基化调控基因表达的过程。
1、m6A写入器
m6A甲基化是通过一个多亚基的复合物来完成。该复合物有以下几个亚基：（1）METTL3/14，全称methyltransferase-like 3/14，即甲基转移酶3/14， 这两个甲基转移酶是这个复合物的核心成员，其中MELLT3起催化作用，MELLT14促进复合物与RNA结合【3,4】。（2）WTAP，全称是Wilms tumor 1-associating protein，其功能是结合METTL3/14，诱导它们向底物招募以及定位。（3）VIRMA，全称是Vir like m6A methyltransferase associated，功能是将m6A与3'UTR结合。（4）ZC3H13，全称是zinc finger CCCH-type containing 13，功能是诱导写入器复合物向核内转移。（5）RBM15/15B，全称是RNA binding motif protein 15/15B，功能是与尿嘧啶富集区域结合，促进某些RNAs的甲基化。
2、m6A擦除器
m6A甲基化可以被FTO或ALKBH5逆转，这两个蛋白也就是m6A擦除器。
FTO是第一个被发现的m6A擦除器【6】，定位于细胞核，主要作用于m6A而非端帽m6Am的去甲基化，可能的原因是端帽结构在细胞核中受到端帽结合蛋白复合体的保护；定位于细胞质中的FTO则可介导m6A以及端帽m6Am两者的去甲基化。在一些AML细胞系中，FTO高表达且定位于细胞质中，介导了~40%的细胞质mRNA的去甲基化，并且FTO介导的MYC上的m6A去甲基化起到了促进癌症的作用【7,8】。
ALKBH5是第二个被发现的m6A去甲基化酶，ALKBH5和FTO的表达在不同组织中各异。ALKBH5介导某些转录本的3'UTR m6A甲基化，其中就包括促进缺氧诱导的HIF依赖的乳腺癌干细胞表型，通过ALKBH5-FOXM1途径调节的胶质母细胞瘤增殖和肿瘤发生，调控雄性生殖细胞中长3'UTR mRNAs的剪接和稳定。
3、m6A读取器
第一类读取器含有YTH结构域。成员包括YTHDF1-3(YTH domain family 1-3)，YTHDC1-2(YTH domain containing 1-2)。细胞质中的YTHDF2会通过招募CCR4-NOT腺嘌呤酶复合物来诱导靶转录本的部分降解。细胞质中的YTHDF1和YTHDF3能促进m6A修饰的mRNA的翻译。细胞核中的YTHDC1有多个作用，包括招募某些剪接因子调控mRNA的剪接，促进mRNA的输出，加速某些转录本的降解。YTHDC2调控mRNA的稳定，翻译以及精子形成【9】。
第二类读取器是HNRNPs（heterogeneous nuclear ribonucleoproteins），成员包括HNRNPC、HNRNPG与HNRNPA2B1，它们能调控靶转录本的剪接，加工，能与RNA的某些结构结合，这些结构是由m6A介导形成的，因为m6A会重构局部的RNA结构，调控RNA-蛋白质之间的相互作用，这一现象称为m6A开关(m6A-switch)【10】。
第三类含有RBD（RNA binding domains），读取器含有相同的RNA结合结构域，例如KH结构域(K homology)，RNA识别模序(RNA recognition motif)，以及RGG( arginine/glycine-rich)结构域，它们都能与含有m6A的mRNA结合，包括FMR1和IGF2BP1-3 【11,12】。FMR1(Fragile X mental retardation 1)含有3个KH结构域，1个RGG结构域，它有可能通过与YTHDF1和YTHDF2相互作用来影响RNA的转移，RNA的稳定。IGF2BP1-3(insulin-like growth factor 2 mRNA-binding proteins 1–3)能通过m6A的方式稳定靶转录本（YTHDF2与之相反，它是降解靶转录本）。IGF2BP蛋白功能的核心是KH3-4结构域，这是与m6A结合的关键区域。
m6A研究思路
由于m6A修饰是一个比较新的研究领域，很多受调控的靶基因都没有被发掘，因此目前可以通过以下这个研究思路去开展相关研究：甲基化转移酶/去甲基化酶差异→阅读蛋白差异→靶基因修饰出现变化→RNA水平或蛋白水平出现变化→对应表型及通路变化；从m6A修饰所需的writer、eraser和reader三个效应器入手，找到对应的靶基因，然后关联相关的表型或通路变化。同样反过来，我们也可以从表型入手，从已知表型开始，直接进行m6A测序，构建模型，结合转录组、蛋白组或是修饰蛋白组数据，找出差异基因、明确m6A修饰与基因表达之间的关系，再打通整个调控通路。
m6A产品推荐
在m6A相关研究中，针对m6A修饰研究所需的三个效应器，Proteintech可提供质量优异的抗体工具，相信能够给您的科研工作带来帮助。
m6A写入器（Writer）抗体列表
m6A擦除器（Eraser）抗体列表
m6A读取器（Reader）抗体列表
【参考文献】
12.Edupuganti,R. R. et al. N6-methyladenosine (m6A) recruits and repels proteins toregulate mRNA homeostasis. Nat. Struct. Mol. Biol. 24, 870–878(2017).
END
