何川教授表观遗传学最新研究成果

　　

生物通报道：N6-甲基腺苷（m6A）是真核生物信使RNA（mRNA）中最丰富的内部修饰。最近有研究在哺乳动物、酵母和植物中发现了脱甲基酶和m6A特异性结合蛋白以及m6A甲基化组，揭示了这种RNA修饰的调控功能。

虽然m6A存在于细菌的核糖体RNA中，但是其在mRNA中的发生尚不明确。六月十一日，来自南开大学和芝加哥大学的研究人员在国际著名学术期刊《Nucleic Acids Research》发表题为“Widespread occurrence of N6-methyladenosine in bacterial mRNA”的学术研究成果，阐述了m6A在细菌mRNA中的普遍存在。

本文通讯作者分别为芝加哥大学的著名学者何川教授和南开大学泰达生物技术研究院的邓新教授。何川教授早年毕业于中国科技大学，2000年获麻省理工学院博士学位，随后在哈佛大学从事博士后研究，现为芝加哥大学化学系教授，他的研究工作涉及化学、化学生物学、微生物学、生物无机化学、细胞生物学和结构生物学等广泛领域。近年来主要专注于表观遗传学方面的研究，为“RNA表观遗传学”这个全新研究领域的发起人之一，发现了首个去除RNA修饰的蛋白酶，并开发了DNA表观遗传学中DNA修饰碱基5-羟甲基胞嘧啶和5-醛基胞嘧啶等的检测和测序方法，在表观遗传学研究上具有突出的贡献。迄今为止，在Nature，Science，JACS，Angew. Chem，Mol. Microbiol等国际权威学术期刊发表论文140余篇。相关阅读：何川教授Cell阐析神秘的RNA表观遗传修饰。

邓新教授2001年毕业于中国农业大学，2004年在中国农业大学获硕士学位，2009年在美国堪萨斯州立大学获博士学位，2010年至2015年在美国芝加哥大学从事博士后研究，2015年至今为南开大学教授。十多年来，邓新博士一直系统地从事病原细菌的致病机制和分子调控机制研究，取得了一系列具有国际前沿水平的创新成果。共在Cell Host & Microbe, Nucleic Acids Research, Molecular Plant-Microbe Interactions, Journal of Bacteriology等国际权威期刊发表SCI收录论文近30篇，被引用400余次。

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虽然细菌rRNA中的m6A已经得以很好的证明，但是其在mRNA上的存在，仍然是难以捉摸的。在大肠杆菌中，23S rRNA的A1618和A2030分别是通过甲基转移酶RlmF和RlmJ甲基化。rlmF的缺失和过表达，都会导致细胞适合度丧失和生长缺陷，而rlmJ突变体在各种不同生长条件下则表现出轻度的表型。有趣的是，m2A或m8A在A1607、A2503和A2508上的修饰，在抗生素耐药性中发挥重要作用。

在这项研究中，研究人员采用高压液相层析外加三级四极串联质谱（UHPLC-QQQ-MS/MS），来计算不同细菌物种mRNA中的m6A/A比例，发现m6A在革兰氏阴性菌中是一种丰富的mRNA修饰。随后，研究人员在大肠杆菌和铜绿假单胞菌中进行了全转录组m6A分析，发现一种区别于真核生物的保守m6A模式。

该研究发现，大多数m6A修饰峰位于开放阅读框内，并携带一个独特的GCCAU共同基序。细菌m6A修饰峰的功能富集分析表明，大多数的m6A修饰基因与呼吸作用、氨基酸代谢、应激反应和小RNA有关，从而表明m6A在这些通路中的潜在功能作用。

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Widespread occurrence of N6-methyladenosine in bacterial mRNA
Abstract: N6-methyladenosine (m6A) is the most abundant internal modification in eukaryotic messenger RNA (mRNA). Recent discoveries of demethylases and specific binding proteins of m6A as well as m6A methylomes obtained in mammals, yeast and plants have revealed regulatory functions of this RNA modification. Although m6A is present in the ribosomal RNA of bacteria, its occurrence in mRNA still remains elusive. Here, we have employed ultra-high pressure liquid chromatography coupled with triple-quadrupole tandem mass spectrometry (UHPLC-QQQ-MS/MS) to calculate the m6A/A ratio in mRNA from a wide range of bacterial species, which demonstrates that m6A is an abundant mRNA modification in tested bacteria. Subsequent transcriptome-wide m6A profiling in Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa revealed a conserved m6A pattern that is distinct from those in eukaryotes. Most m6A peaks are located inside open reading frames and carry a unique consensus motif of GCCAU. Functional enrichment analysis of bacterial m6A peaks indicates that the majority of m6A-modified genes are associated with respiration, amino acids metabolism, stress response and small RNAs, suggesting potential functional roles of m6A in these pathways.