PNAS | 浙江大学果实品质生物学团队发现m6A识别蛋白通过液-液相分离方式调控果实芳香品质的分子机制

　　

果实是重要的食物来源，其中硬度影响贮运性，风味则决定消费者喜好。为了延长采后货架寿命，人们倾向于培育质地坚硬、耐贮运的商业化品种。然而，越来越多的消费者抱怨大多数商业化培育的果实风味不够浓郁，尤其是香气越来越不足。因此，如何维持果实耐贮性，并满足消费者吃得美味的要求，是果品物流产业发展的卡脖子难题。

近日，浙江大学果实品质生物学团队张波教授在美国科学院院刊《PNAS》发表了题为“The m⁶A reader SlYTH2 negatively regulates tomato fruit aroma by impeding the translation process”的研究论文，揭示了m⁶A识别蛋白SlYTH2通过液-液相分离机制形成蛋白-RNA凝聚体，抑制靶向mRNA的翻译，进而调控果实芳香品质的分子机制；同时，基因编辑技术获得的番茄突变体不改变果实硬度和货架寿命。研究发现为利用生物技术培育“完美”果实提供了案例。

N⁶-甲基腺嘌呤（m⁶A）属于RNA甲基化修饰，是生物体mRNA上最丰富的表观遗传修饰之一，其生物学功能发挥依赖于“阅读者”m⁶A识别蛋白。蛋白3D建模、体内体外实验等证明番茄SlYTH2是m⁶A识别蛋白。利用基因编辑技术获得SlYTH2敲除突变体，不影响果实成熟进程和货架寿命，但芳香物质含量显著增加。由此，SlYTH2具有不同于m⁶A修饰“书写者”和“擦除者”对果实成熟和品质的全局影响。感官评价结果显示，超过90%的消费者认为突变体和对照番茄果实的风味存在差异，71%的消费者更加喜欢香味浓郁的突变体果实。

slyth2突变体维持果实采后硬度且增强的香气更受消费者喜欢

研究建立了适用于成熟果实的m⁶A修饰全转录组图谱检测技术（m⁶A-seq）、甲醛交联-免疫共沉淀技术（FA-CLIP）和多聚核糖体图谱分析技术（polysome profiling）等，结合代谢组、转录组、蛋白组学联合分析方法，明确了m⁶A识别蛋白SlYTH2调控的芳香物质组分，发现SlYTH2以依赖m⁶A修饰的方式结合芳香物质合成基因SlHPL和SlCCD1B的mRNA，同时与eIFs等翻译相关因子存在蛋白互作，并以液-液相分离（LLPS）方式形成蛋白-RNA凝聚体。形成的凝聚体抑制mRNA翻译和蛋白积累，进而调控果实芳香品质。研究结果表明，基于表观遗传学研究的生物技术可以同时维持果实采后贮运性，并显著改善风味品质。上述发现为果实品质改良和采后品质保鲜提供了新思路。

m⁶A识别蛋白SlYTH2调控番茄果实芳香品质的模式图

浙江大学博士研究生卞寒晓、北京大学宋培哲博士、浙江大学高颖博士（现重庆大学副教授）和浙江省农科院邓志平研究员为论文共同第一作者。张波教授和Harry Klee教授为论文共同通讯作者。浙江大学刘建钊教授、高向伟教授、陈昆松教授，北京大学贾桂芳教授为研究提供了帮助。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金和中国博士后科学基金支持。