m⁶A是mRNA上最豐富的修飾，遍布于真菌、動物、植物及RNA病毒。m⁶A可以分别在甲基轉移酶複合物和去甲基酶的作用下可逆地生成及去除，由m⁶A結合蛋白識别并發揮功能。以上m⁶A相關的三類蛋白在哺乳動物中被鑒定及表征。但植物中相關的研究十分有限。

圖1. m⁶A需要3類蛋白進行可逆調控發揮功能

近幾年來，beat365何川/賈桂芳課題組通過将m⁶A的相關研究拓展到植物體系中，深入研究表觀轉錄組修飾m⁶A對植物生長發育調控機制，為未來生物育種提供科學指導。他們鑒定了拟南芥中的m⁶A去甲基酶ALKBH10B，發現ALKBH10B缺失會導緻拟南芥顯著的晚花表型，ALKBH10B通過影響FT，SPL3和SPL9的甲基化水平調控拟南芥的成花誘導。相關研究成果于2017年11月27日在The Plant Cell在線發表（Plant Cell, 2017, 29: 2995-3011）。

不同的識别蛋白通過對m⁶A的結合，對mRNA的加工代謝産生不同的調控作用，進而影響細胞不同的生理功能。研究m⁶A結合蛋白對于闡明m⁶A在植物中的調控機制至關重要，但是目前這方面的研究尚未開展。近日，他們在The Plant Cell報道了拟南芥中第一個m⁶A的結合蛋白ECT2。

該研究鑒定出拟南芥中YTH結構域蛋白ECT2為m⁶A的結合蛋白，并且發現ECT2可以通過結合m⁶A影響拟南芥表皮毛的正常發育（圖2）。通過開發甲醛交聯-免疫共沉澱(Formaldehyde-crosslinking and immunoprecipitation, FA-CLIP)技術，鑒定出全轉錄組水平的ECT2-mRNA相互作用位點，揭示ECT2主要結合mRNA的3'非翻譯區(3'UTR),并且傾向于結合保守序列URUAY (R=G>A, Y=U>A, 其中UGUAY序列 占90%以上)。使用植物細胞核裂解液進行的體外酶活實驗和凝膠遷移實驗（EMSA）證明UGUA序列為植物特有的m⁶A保守序列，且UGUm⁶A可以被ECT2高特異性識别。亞細胞定位實驗表明ECT2蛋白分布于細胞核和細胞質，結合高通量測序數據分析，推測ECT2具有雙重功能，ECT2可能在細胞核中通過結合甲基化的UGUA調控pre-mRNA的3'UTR加工，在細胞質中ECT2促進mRNA的穩定性。進一步機理研究發現影響表皮毛發育的三個基因ITB1, TTG1及DIS2的轉錄本可以被m⁶A修飾且被ECT2結合，在ECT2的T-DNA插入突變體中，ITB1, TTG1及DIS2的mRNA穩定性降低，mRNA表達量水平降低，繼而導緻ect2突變體中表皮毛分叉數增多。ECT2功能的研究有利于進一步理解m⁶A對mRNA代謝的作用及m⁶A對植物生長發育的影響。

該工作近日以長文的形式在The Plant Cell雜志在線發表，題目為 “The m⁶A Reader ECT2 Controls Trichome Morphology by Affecting mRNA Stability in Arabidopsis”，被選為當期的重點推薦文章。賈桂芳副研究員為本文通訊作者，第一作者為beat36512級博士研究生魏連環同學，該課題組博士研究生宋培哲、王烨、唐乾、肖雨、張笑等多位同學及博士後喻瓊和段洪超為本課題的完成提供了幫助。相關工作得到了國家科技部和國家自然科學基金委的資助。

圖2. ECT2為 m⁶A的結合蛋白，其m⁶A結合功能調控拟南芥表皮毛分叉

文章鍊接: http://www.plantcell.org/content/early/2018/04/30/tpc.17.00934