近年來，m6A的研究在國自然中也是越來越多，中標(biāo)的本子數(shù)量呈指數(shù)增長。

今年中標(biāo)的本子也有不少是關(guān)于m6A的青年項(xiàng)目，可見大家的研究水平也是越來越高了。

然而對于很多童鞋來說，m6A還是挺陌生的，今天就一篇Nucleic Acids Research的文章給大家講講其中的大體思路。文章題目是：SUMOylationof the m6A-RNA methyltransferase METTL3 modulates its function。

首先給大家講講m6A。N6-腺苷酸甲基化（m6A）修飾是RNA修飾的一種，mRNA發(fā)生m6A 修飾后可以通過兩方面帶來生物學(xué)效應(yīng)，一方面是改變局部RNA的結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)蛋白與 RNA的結(jié)合；另一方面可以招募特定的蛋白結(jié)合到m6A修飾的mRNA上。研究證實(shí)m6A修飾參與mRNA的轉(zhuǎn)錄、翻譯和降解過程。m6A的修飾過程是由S-腺苷甲硫氨酸提供甲基，在多聚蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物介導(dǎo)下發(fā)生的腺苷酸第六位氮原子上的甲基化修飾。

m6A修飾的化學(xué)反應(yīng)

m6A修飾的整個(gè)過程是由一系列蛋白參與的。為了方便理解，研究人員將這些蛋白形容為Writer，Eraser和Reader，分別指的是甲基化酶，去甲基化酶和m6A識(shí)別結(jié)合蛋白。

M6A的修飾過程

然后再提一下類泛素化（SUMOylation），1996年，研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大小約12KDa并且與泛素蛋白相似的小分子蛋白，取名為類泛素蛋白（Small Ubiquitin related Modifier，SUMO），SUMO蛋白是高度保守的蛋白，目前人類體內(nèi)共發(fā)現(xiàn)4種SUMO，分別命名為SUMO1，2，3，4。與泛素化類似，SUMO修飾同樣會(huì)影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響其穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)某些蛋白的SUMO化修飾和泛素化修飾發(fā)生在同一個(gè)賴氨酸上，這樣的SUMO化修飾就會(huì)通過競爭的作用，抑制其泛素化作用。人類蛋白中大約25%的SUMO化修飾位點(diǎn)可以同時(shí)發(fā)生泛素化修飾。

在這篇文章中，作者研究的主要內(nèi)容是m6A的一個(gè)Writer——METTL3的SUMO化修飾所帶來的影響。

METTL3能夠發(fā)生SUMO化修飾

既然要研究METTL3的SUMO化修飾作用，那么肯定先要確定它能發(fā)生SUMO化修飾作用。

作者用Ni2+-NTApull down的方法[1，2]檢測METTL3是否存在SUMO化修飾，結(jié)果表明，SUMO1的修飾作用最強(qiáng)，SUMO2一般，SUMO3較弱。

Figure 1A

Senp1是一個(gè)能夠移除SUMO1修飾的特異性蛋白酶，過表達(dá)和敲減Senp1能夠影響SUMO1對METTL3的修飾作用。

Figure 1B, 1C

作者隨后證明內(nèi)源性的METTL3也是可以發(fā)生SUMO化修飾的。

Figure 1D

接下來作者又探究了化療藥物對METTL3的SUMO化修飾是否有影響。結(jié)果表明，化療藥物能夠誘導(dǎo)METTL3的SUMO化修飾。此外，低氧，過氧，熱應(yīng)激等條件也可以作為研究對象。

Figure 1E

由于之前的實(shí)驗(yàn)都是外轉(zhuǎn)質(zhì)粒進(jìn)行，為了證實(shí)在天然情況下METTL3是否具有SUMO化修飾，接下來，作者用免疫沉淀的方法證明了內(nèi)源性METTL3也能發(fā)生SUMO化修飾。

Figure 1F, 1G

METTL3的SUMO化修飾位點(diǎn)

首先用SUMOplot預(yù)測了潛在的位點(diǎn)，然而突變實(shí)驗(yàn)表明，預(yù)測的位點(diǎn)都不對。于是作者只好對METTL3蛋白所有的賴氨酸位點(diǎn)都進(jìn)行了突變實(shí)驗(yàn)，最終找到了4個(gè)主要位點(diǎn)。

Figure 2

METTL3的SUMO化修飾不影響其蛋白質(zhì)穩(wěn)定性、細(xì)胞內(nèi)定位以及其與METTL14、WTAP的相互作用，只影響其作為m6A甲基化轉(zhuǎn)移酶的活性

前面我們提到，SUMO化修飾對蛋白質(zhì)的功能結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生影響，但具體產(chǎn)生何種影響是需要進(jìn)一步的研究的。

作者首先證實(shí)了METTL3的SUMO化修飾不影響其蛋白質(zhì)穩(wěn)定性、細(xì)胞內(nèi)定位以及其與METTL14、WTAP的相互作用。

Figure 3

接下來證明了METTL3的SUMO化修飾抑制其作為m6A甲基化轉(zhuǎn)移酶的活性

Figure 4

體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)證明METTL3的SUMO化修飾通過影響m6A修飾，影響腫瘤的生長

Figure 5

測序研究METTL3的SUMO化修飾究竟影響了哪些基因的m6A修飾

Figure 6

整個(gè)研究從機(jī)制入手，最后落實(shí)到問題臨床上，思路是非常完整的，最后的測序分析也可以為之后的研究作鋪墊。也為我們提供了研究m6A修飾上游機(jī)制的相關(guān)思路。

參考文獻(xiàn)：

1、SUMO1modification of PTEN regulates tumorigenesis by controlling its associationwith the plasma membrane.

2、PTEN regulation by Akt-EGR1-ARF-PTEN axis.