生命科学学院伊成器研究组在自然·化学生物学报道新型甲基化腺嘌呤RNA修饰谱图

2016年2月10日，北京大学生命科学学院伊成器研究组在《自然·化学生物学》（Nature Chemical Biology）杂志在线发表题为“Transcriptome-wide mapping reveals reversible and dynamic N1-methyladenosine methylome”的研究论文（DOI: 10.1038/NCHEMBIO.2040）。文章首次报道了人类mRNA中一种新型的转录后修饰，即1-甲基腺嘌呤（N1-methyladenosine，m1A）；并开发了测序新技术“m1A-ID-seq”，实现了全转录组水平上m1A这一可逆RNA修饰的谱图鉴定。同一天，来自美国芝加哥大学何川教授和以色列Gideon Rechavi教授的合作研究在《自然》杂志同时报道了真核细胞中m1A修饰的谱图，并进一步发现m1A修饰能够促进蛋白质的翻译过程（Nature， doi:10.1038/nature16998）。这些发现扩展了mRNA中的修饰种类，为“RNA表观遗传学”领域提供了崭新的研究方向。

转录后修饰对生命体至关重要。m1A RNA修饰广泛存在于各种非编码RNA中；然而，信使RNA（messenger RNA，mRNA）上是否存在m1A并不清楚。为了研究人细胞转录组中的m1A修饰，伊成器课题组首先利用高分辨质谱对mRNA中的m1A修饰进行定量，发现其广泛存在于各种细胞系中。该研究继而通过化学生物学、高通量测序等手段，发展了“m1A-ID-seq” ——一种结合抗体富集和特异性酶促反应的m1A测序新技术。利用这一技术，该研究成功实现了人细胞系全转录组水平的高分辨率m1A检测，鉴定出901个含有m1A修饰的转录本，并且发现m1A呈现强烈的5’非转录区分布特异性。这一分布规律与m6A（真核细胞mRNA中最广泛的甲基化修饰）截然不同，后者主要集中在mRNA的最后一个外显子上，并且对mRNA的翻译、定位、稳定性等多个过程进行调控。该研究进一步鉴定了m1A修饰的一个去甲基化酶ALKBH3，并发现了转录组中ALKBH3的近千个作用位点。因此，该研究不但揭示了m1A的广泛存在、绘制了转录组中m1A RNA修饰的谱图，也为m1A修饰参与基因表达调控的研究提供了重要工具。

北京大学生命科学学院博士生李笑雨（PTN-BBS联合培养项目）、北大-清华生命科学联合中心博士生熊旭深是这篇论文的并列第一作者，生命科学学院伊成器研究员是该论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、科技部973计划和北大-清华生命科学联合中心的资助。

m1A-ID-seq绘制人全转录组m1A RNA修饰谱图

（a）m1A-ID-seq流程图；（b）HEK293T细胞系全转录组水平m1A修饰分布呈现出5‘UTR特异性；（c）ALKBH3是mRNA上m1A的去甲基化酶。

编辑：舍予