RNA修飾作為一種關鍵的表觀遺傳調控機制已經被廣泛研究，m⁶A修飾作為真核生物mRNA上含量最高的化學修飾，被稱為"基因表達的調節開關"，能夠影響RNA的穩定性、翻譯等關鍵過程。蛋白質上的翻譯後修飾則是另一種重要的生物調控方式，類似于"蛋白質的開關"，調控蛋白的激活、亞細胞定位、降解以及功能的發揮。盡管二者在動植物中均被廣泛研究，但二者如何協同響應環境脅迫、動态調控植物适應能力，始終是領域内未解之謎。

　　2025年6月21日，beat365官方网站、北大-清華生命科學聯合中心、北京核糖核酸研究中心的賈桂芳團隊攜手華中農業大學趙毓教授團隊在國際權威期刊《Nature Plants》上發表了題為“Regulation of the N⁶-methyladenosine (m⁶A) RNA reader protein OsECT3 activity by lysine acetylation in cold stress response in rice”的最新研究成果。該研究通過多學科交叉手段，闡明了水稻m⁶A“閱讀器”蛋白OsECT3的乙酰化修飾動态變化響應低溫信号，進而通過增強靶向底物關鍵基因的結合以及提高穩定性，從而提升耐寒能力，為作物抗逆遺傳改良提供了新思路。

　　在該研究中，作者通過質譜數據分析及生物化學、分子生物學等多種研究手段，發現水稻m6A結合蛋白OsECT3上K471位點存在乙酰化修飾，并發現OsECT3的m⁶A結合能力高度依賴于其乙酰化修飾狀态，乙酰化修飾的存在會顯著降低OsECT3其與m⁶A的結合能力。進一步研究表明，在低溫條件下，植物通過提高組蛋白去乙酰化酶HDA705的活性和降低乙酰-CoA水平，減少OsECT3的乙酰化修飾，進而增強其m⁶A結合能力，提升其低溫耐受能力。此外，回補實驗表明去乙酰化模拟突變體（K471R）顯著增強水稻幼苗低溫存活率（提升40%），而乙酰化模拟突變體（K471Q）則導緻電解質洩漏加劇，印證修飾動态調控的關鍵作用。

　　為深入探究OsECT3乙酰化修飾的具體功能，作者結合m⁶A-seq與OsECT3 FA-CLIP數據，對冷刺激前後全轉錄組水平的變化進行了比對分析。結果顯示，冷刺激後，OsECT3結合的1,701個基因的結合能力顯著增強。進一步地，作者在冷刺激條件下分析了野生型OsECT3及其乙酰化位點突變體（K471R/Q）的FA-CLIP數據，證實乙酰化修飾在調控OsECT3與其底物結合能力中發揮關鍵作用。該調控增強了與冷脅迫相關基因（COLD1, COIN, CKI1, MKK6）的mRNA穩定性，從而提升了植物的耐寒性（圖1）。這一系列研究不僅闡明了OsECT3在冷脅迫響應中的重要作用，也深入揭示了乙酰化修飾對其功能調控的精細機制。

　　圖1. OsECT3的乙酰化修飾影響其靶向冷脅迫基因結合以及穩定性的分子機制

　　研究首次構建了賴氨酸乙酰化、代謝通路與m6A修飾之間的調控網絡，揭示了mRNA修飾與蛋白質翻譯後修飾在調控過程中的協同作用，體現了植物表觀遺傳調控機制的複雜性。該發現不僅為深入理解植物對環境脅迫的适應機制提供了新的理論框架，也為抗寒水稻品種的分子育種提供了潛在的靶點和全新思路，具有重要的科學意義與應用前景。

　　研究由beat365與華中農業大學合作完成。華中農業大學馬妮妮博士和beat365宋培哲博士為論文共同第一作者，beat365官方网站、北大-清華生命科學聯合中心、北京核糖核酸研究中心賈桂芳研究員和華中農業大學趙毓教授為論文的共同通訊作者。華中農業大學的周道繡教授為該研究提供了重要指導和支持。該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金項目、中央高校基本科研業務費等多項資助。

　　論文鍊接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40542084/

排版：高楊

審核：李玲，劉志博