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为探究 m6A 修饰在 DNA 损伤应答（DDR）中的机制，研究人员开展了 YTHDF1 在 DDR 中作用的研究。结果发现，辐射后 YTHDF1 磷酸化并在核内积累，促进 DNA 修复基因的剪接和表达，YTHDF1 缺失可增敏癌细胞放疗。该研究为放疗提供潜在靶点。
在生命的微观世界里，细胞的基因组时刻面临着内忧外患。内有 DNA 复制出错、细胞代谢产生的活性氧等捣乱，外有电离辐射等威胁。为了守护基因组的安全，细胞进化出一套精密的 “防御系统”——DNA 损伤应答（DDR）。然而，DDR 一旦出现缺陷，细胞基因组就会变得不稳定，癌症也可能乘虚而入。但这一缺陷也为癌症治疗带来了转机，因为癌细胞对 DDR 高度依赖。
与此同时，N6- 甲基腺苷（m6A）作为 mRNA 上最常见的修饰，在基因表达调控中发挥着重要作用。它就像一个 “分子开关”，由甲基转移酶（“writers”）和去甲基化酶（“erasers”）动态调节，而 YTH 结构域蛋白等 “reader” 则负责解读 m6A 修饰的信息，调控 mRNA 的代谢过程。近年来，m6A 在 DDR 中的作用逐渐被揭示，但其中的具体机制仍迷雾重重。
为了揭开这些谜团，浙江大学生命科学和健康医学领域的研究人员开展了深入研究。他们发现，YTH 结构域蛋白家族成员 YTHDF1 在 DDR 中扮演着关键角色。相关研究成果发表在《SCIENCE ADVANCES》上，为癌症治疗等领域带来了新的曙光。
研究人员在探索过程中，运用了多种关键技术方法。通过免疫荧光染色、细胞亚组分分离实验确定 YTHDF1 在细胞内的定位；利用免疫沉淀结合质谱分析（MS）鉴定 YTHDF1 的相互作用蛋白；借助 RNA 测序（RNA-seq）、m6A 测序（m6A-seq）和交联免疫沉淀测序（CLIP-seq）分析 mRNA 的剪接变化、m6A 修饰位点以及 YTHDF1 的结合位点。此外，还构建了细胞模型和小鼠模型进行功能验证。
X 射线照射诱导 YTHDF1 核定位：研究人员用 4 Gy X 射线照射人胚肾（HEK）293T 细胞，免疫荧光染色和细胞亚组分分离实验显示，正常情况下位于胞质的 YTHDF1 在照射 1 小时后显著定位于细胞核，这表明 YTHDF1 可能参与 DDR。
ATR 介导的 YTHDF1 丝氨酸 182 位点磷酸化促进其核定位：为找出促使 YTHDF1 核定位的关键激酶，研究人员分别用 ATM、ATR 和 DNA-PKcs 的抑制剂处理 HEK293T 细胞，结果发现只有 ATR 抑制剂能有效阻断 YTHDF1 的核定位。进一步实验表明，ATR 能磷酸化 YTHDF1 的丝氨酸 182 位点，促进其核定位。
YTHDF1 的磷酸化阻碍 Exportin 1 依赖的核输出：分析 YTHDF1 氨基酸序列发现，丝氨酸 182 位点附近存在核输出信号（NES）。实验表明，NES 突变或用药物阻碍 Exportin 1（XPO1，也叫 CRM1）与 NES 结合，都会使 YTHDF1 在核内积累。而且，X 射线照射会减弱 YTHDF1 与 CRM1 的结合，说明丝氨酸 182 位点磷酸化会抑制 YTHDF1 的核输出。
核内 YTHDF1 促进 DNA 修复：研究人员构建 YTHDF1 基因敲除（KO）的 HEK293T 细胞系，发现敲除 YTHDF1 会增加 γH2AX 焦点积累和彗星尾矩，抑制同源重组（HR）和非同源末端连接（NHEJ）介导的双链断裂（DSB）修复，降低细胞活力。而重新表达野生型 YTHDF1，而非 S182A 突变体，能有效改善这些情况，表明核定位的 YTHDF1 对 DDR 至关重要。
YTHDF1 与剪接体成分相互作用：通过免疫沉淀结合 MS 分析，研究人员鉴定出 180 种潜在的 YTHDF1 结合蛋白，其中包括剪接体成分。生物信息学分析显示，YTHDF1 相互作用蛋白在核糖体和剪接体途径显著富集。进一步实验证实，YTHDF1 能与 SF3B1、SF3B3 和 SRSF2 等剪接体成分相互作用，且该相互作用依赖于丝氨酸 182 位点的磷酸化，暗示核内 YTHDF1 参与前体 mRNA 剪接。
YTHDF1 以 m6A 依赖的方式增强 DNA 修复基因的剪接：RNA-seq 分析表明，敲除 YTHDF1 会影响多种可变剪接（AS）事件，尤其减少外显子跳跃（SEs）。m6A-seq 和 CLIP-seq 确定了 YTHDF1 结合的 m6A 修饰转录本，这些转录本多为 mRNA 和长链非编码 RNA（lncRNA）。功能富集分析发现，YTHDF1 靶基因参与 DNA 修复。RT-PCR 实验证实，YTHDF1 缺失会导致 DNA 修复基因（如 BRCA1、TP53BP1 和 RAD51）的外显子跳跃，降低其表达，而野生型 YTHDF1 可挽救这一现象。
YTHDF1 通过 SRSF2 调节 AS：鉴于 YTHDF1 与 SRSF2 相互作用，研究人员敲低 SRSF2，发现 YTHDF1 靶向的外显子 ΔPSI 下降更明显，且 SRSF2 与 YTHDF1 靶向的外显子结合亲和力降低。敲低 SRSF2 还会导致 BRCA1、TP53BP1 等基因的外显子跳跃和表达下降，表明 YTHDF1 通过调节 SRSF2 与靶 mRNA 的结合来调控 AS。
YTHDF1 缺失使肿瘤对放疗敏感：临床数据显示，YTHDF1 在多种癌症中高表达，且与放疗患者生存率低相关。研究人员在肝癌模型中发现，敲低 YTHDF1 可显著增加 HepG2 细胞对 X 射线照射的敏感性，抑制小鼠移植瘤生长，增加 γH2AX 形成和细胞凋亡，同时伴随 BRCA1 和 TP53BP1 的剪接缺陷和表达降低，说明 YTHDF1 缺失能增敏癌细胞放疗。
研究结论表明，YTHDF1 在 DDR 中具有重要作用。它在核内富集于剪接体成分，与 m6A 修饰的外显子结合，促进前体 mRNA 剪接，增强 DNA 修复基因的表达。同时，YTHDF1 的核定位受 ATR 介导的磷酸化调控，该过程影响其与 CRM1 的相互作用。此外，YTHDF1 在多种癌症中高表达，可能导致放化疗耐药，而抑制或敲低 YTHDF1 可提高癌症治疗效果。
这项研究意义重大。它揭示了 m6A 依赖的前体 mRNA 剪接在 DDR 中的新机制，为理解 RNA 修饰在细胞应激反应中的作用提供了新视角。同时，YTHDF1 有望成为癌症放疗的潜在靶点，为开发更有效的癌症治疗策略提供了理论依据和新方向，对推动生命科学和健康医学领域的发展具有重要价值。**<
