RNA上存在一百多種化學修飾,其中N6-甲基腺嘌呤(m6A)作為真核生物mRNA上含量最普遍的化學修飾,參與調控了很多重要的生物學過程。不同于m6A,m6Am主要位于真核生物mRNA 5'端帽子之后的第一個堿基。早在1975年,科學家就鑒定到了m6Am的存在。
一項最近的研究發現m6Am也是一個動態、可逆的修飾,但其修飾酶一直未被鑒定,極大地限制了對m6Am功能機制的研究。
來自北京大學生命科學學院伊成器研究員課題組發表了題為“Cap-specific, terminal N6-methylation by a mammalian m6Am methyltransferase”的文章,鑒定了N6,2'-O-二甲基腺嘌呤(m6Am)的修飾酶——PCIF1,為進一步研究該動態、可逆修飾的生物學功能提供了新的思路。
這一研究成果公布在11月28日的Cell Research雜志上,文章通訊作者是伊成器,第一作者為孫含笑、張美玲。
為了鑒定m6Am修飾酶,伊成器課題組從全細胞裂解液中通過生化手段分離并鑒定了m6Am的修飾酶,并通過體內和體外實驗,證實了PCIF1的甲基轉移酶活性:通過LC-MS/MS定量質譜發現PCIF1敲低細胞系中mRNA的m6Am修飾水平顯著下降,通過體外生化實驗表明PCIF1對帶有m7G帽子結構的RNA具有最高的修飾活性。除此之外,研究還發現PCIF1在不同物種中保守性很高,證實了小鼠PCIF1蛋白同樣具有很高的甲基化活性,從而提示該甲基化酶在高等生物中具有重要作用。
值得一提的是,11月24日,來自東京大學的Tsutomu Suzuki和Osamu Nureki教授在Science在線發表了題為“Cap-specific terminal N6-methylation of RNA by an RNA polymerase II-associated methyltransferase”的研究論文(DOI: 10.1126/science.aav0080),同樣報道了這一甲基轉移酶的發現與鑒定。上述兩項工作完全獨立完成,發表時間僅相差四天,但是實驗結論非常一致,為“RNA表觀遺傳學”領域提供了一個嶄新的研究方向。