近期，beat365化學學院的何川/賈桂芳課題組在在高等植物N6-甲基腺嘌呤（m6A）動态可逆調控的研究中取得重要進展，相關工作以“ALKBH10B is An RNA N6-Methyladenosine Demethylase Affecting Arabidopsis Floral Transition”為題，發表在The Plant Cell （DOI: https://doi.org/10.1105/tpc.16.00912）。
N6-甲基腺嘌呤（m6A）是mRNA上最豐富的修飾，遍布于真菌，動物以及植物當中。這一修飾調控了mRNA的剪接，出核轉運、降解，以及翻譯等過程，并深刻影響了幹細胞狀态維持和分化、癌症的發生與發展、動植物生殖與發育、病毒的侵染與擴增等過程。在哺乳動物中，N6-甲基腺嘌呤由甲基轉移酶複合物（包括METTL3，METTL14，WTAP，KIAA1429，RBM15等）引入，由去甲基酶（FTO，ALKBH5）去除，由N6-甲基腺嘌呤結合蛋白識别并發揮功能。在高等植物中，人們對這一轉錄後修飾的詳細研究主要集中于甲基轉移酶複合物（MTA，MTB，FIP37，VIRILIZER，HAKAI等），然而，m6A在高等植物中是否是動态可逆的一直沒有确切的結論。
beat365化學學院何川/賈桂芳課題組充分利用其在m6A去甲基酶領域的研究經驗，對這一懸而未決的問題進行了開創性的探索。通過序列比對，該課題組找到了拟南芥中N6-甲基腺嘌呤修飾潛在的去甲基酶，并着重研究了ALKBH10B的去甲基功能及其在拟南芥生命活動中的調控作用。首先，體外表達純化的ALKBH10B蛋白對單鍊短RNA和全長的拟南芥mRNA都有明顯的m6A去甲基活性。通過比較野生型Col-0，ALKBH10B的T-DNA插入突變體，突變體回補和無活性回補株系，以及ALKBH10B過表達株系mRNA中m6A的含量，表明ALKBH10B的去甲基功能影響了拟南芥mRNA的m6A水平。ALKBH10B缺失導緻顯著的晚花表型，且與去甲基酶活性相關。在ALKBH10B的T-DNA插入突變體中，FT基因mRNA的甲基化水平升高，而相應地，其mRNA穩定性也較野生型Col-0更低，最終導緻FT的mRNA水平在突變體中顯著低于野生型。同樣，FT上遊的SPL3和SPL9也在突變體中有更高的mRNA甲基化水平，更快的mRNA降解和更低的mRNA水平。由此确證ALKBH10B通過影響FT，SPL3和SPL9影響拟南芥的成花誘導。此外，研究人員分别對野生型和ALKBH10B突變體進行了RNA-seq和m6A-IP-seq。測序結果表明，ALKBH10B廣泛影響了拟南芥mRNA的甲基化譜。相比野生型，在突變體中含高甲基化的基因進行功能注釋顯示，ALKBH10B缺失影響的基因功能與所觀察到的alkbh10b-1突變體表型相吻合。
何川/賈桂芳課題組博士研究生段洪超為文章第一作者，賈桂芳和何川為共同通訊作者。此項研究得到了國家自然科學基金委和科技部的資助。
圖1 拟南芥m6A去甲基酶ALKBH10B
(A. ALKBH10B體外去甲基酶活驗證，B. ALKBH10B體内去甲基酶活驗證；C. ALKBH10B突變體具有晚花表型；D. ALKBH10B調控開花機理)
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