N⁶-甲基腺嘌呤（m⁶A）是真核生物信使RNA（mRNA）内部修饰中最丰富的一种，主要由METTL3/METTL14/WTAP/RBM15甲基化酶复合体（writer）介导，而去甲基化酶ALKBH5和FTO（eraser）负责动态、可逆的去甲基化^1-7。m⁶A通过其特异性识别蛋白（reader）参与了RNA代谢的多个方面^1,8,9。除了存在于mRNA上，m⁶A也广泛存在于非编码RNA上。然而，过去十年来对m⁶A的研究主要集中在修饰丰度较高的mRNA上，探讨了其在转录后调控mRNA剪接、转运、翻译以及稳定性等方面。近期研究表明m⁶A通过调控与染色质相关的RNA（如启动子RNA、转座子原件的重复RNA、增强子RNA）的稳定性，从而调控了细胞的整体转录水平^1,10,11。然而，m⁶A是否也通过长链非编码RNA影响细胞的转录水平，目前尚不明确。

2023年10月10日，美国佛罗里达大学的谢明艺教授团队在Molecular Cell 杂志在线发表了题为“N⁶-methyladenosine in 7SK small nuclear RNA underlies RNA polymerase II transcription regulation”，揭示了m⁶A通过调控7SK snRNA介导的转录延伸复合物(pTEFb)的释放，从而调控了细胞的转录延伸，最终影响了细胞的整体转录水平。

研究人员首先通过MeRIP-qRCR实验系统比较了两组正常对照细胞和四组非小细胞肺癌（NSCLC）中7SK snRNA的修饰丰度，结果显示在非小细胞肺癌中，7SK的m⁶A修饰丰度明显高于正常对照细胞。在NSCLC A549细胞中，研究人员通过SELECT-qPCR技术系统筛选了7SK上的多个m⁶A修饰位点。为了进一步研究鉴定出的m⁶A修饰位点的生物学意义，研究人员通过过表达dCasRx-ALKBH5融合蛋白特异性去除7SK上的m⁶A修饰（见下图）。

去除7SK m⁶A修饰显著抑制了RNA Pol II CTD二号位丝氨酸的磷酸化水平及细胞的整体转录水平。研究人员在野生型细胞系及过表达dCas9-ALKBH5融合蛋白的A549细胞系中通过RNA Pol II 及RNA Pol II Ser2P的ChIP-seq实验发现，特异性去除7SK snRNA上的m6A修饰显著增加了Pol II在启动子区域的富集，并显著减少了Pol II在基因体区域的信号。Pol II ChIP-seq结果与Pol II Ser2P ChIP-seq 结果相互印证。此外，研究人员通过Nascent RNA-seq 分析发现，去除7SK snRNA 上的m⁶A修饰显著增加了未成熟的RNA的丰度（见下图）。

为了进一步研究m⁶A通过7SK snRNA介导细胞转录延伸的分子机制，研究人员进行了SHAPE-MaP分析。研究结果表明去除7SK snRNA m⁶A修饰，显著改变了7SK snRNA的结构。且通过Co-IP实验发现7SK snRNA m⁶A修饰显著抑制了p-TEFb复合体与7SK snRNA的结合。此外，研究人员还发现，特异性去除7SK snRNA m⁶A修饰，显著抑制了非小细胞肺癌细胞的增殖。

总的来说，该研究通过从7SK snRNA m⁶A修饰调控细胞转录水平的分子机制入手，结合了ChIP-seq、Nascent RNA-seq、SHAPE-MaP等技术，揭示了m⁶A通过调控7SK snRNA来调控细胞的转录延伸，从而影响了非小细胞肺癌的增殖机制 （见下图）。

美国佛罗里达大学医学院的博士后王玉芝担任本研究的第一作者，谢明艺教授为通讯作者。此外，感谢实验室其他成员及合作团队在此项目中的鼎力支持。

谢明艺课题组专注于研究癌症和神经疾病模型中非编码RNA介导的基因调控。我们目前正在招募具有生物信息学、分子生物学和癌症生物学背景的博士后研究员，致力于对非编码RNA进行深入研究。欢迎对RNA研究感兴趣的博士生积极报名。请将简历发送至：mingyi.xie@ufl.edu。

 

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