上海生科院发现RNA m6A修饰和果蝇性别决定新因子

近日，中国科学院上海生命科学研究院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所严冬研究组，与美国哈佛大学Norbert Perrimon研究组合作，以Xio is a component of the Drosophila sex determination pathway and RNA N6-methyladenosine methyltransferase complex为题的研究论文，在线发表在PNAS上。该论文发现并鉴定了RNA m6A甲基转移酶复合物的新成员Xio，且该基因也是果蝇性别决定信号途径新的组分。

N6-methyladenosine（m6A）是真核生物mRNA上含量最丰富的化学修饰之一，影响剪接、稳定性、折叠、出核、以及翻译等一系列mRNA代谢过程。近几年研究表明，m6A参与调控多个重要的生命过程，如干细胞分化、动植物发育、癌症、免疫以及行为等。其中m6A通过修饰果蝇性别决定主导基因Sex-lethal（Sxl）的pre-mRNA，从而影响其选择性剪接（alternative splicing）并调控果蝇的性别发育。m6A的添加由m6A甲基转移酶复合物（m6A methyltransferase，或称m6A writer）完成。目前已发现的m6A writer组分包括METTL3、METTL14、WTAP/Fl(2)d、VIRMA/Vir和RBM15/Nito。由于在果蝇中m6A因子突变体都出现性别转变的表型，因此果蝇性别决定为m6A修饰的研究提供了极好的体内模型。

在研究中，科研人员通过质谱实验发现了一个与已知m6A因子都相互作用的蛋白CG7358，研究表明CG7358与已知m6A因子共定位在细胞核中，并在免疫共沉淀实验中相互作用。使用突变体、RNAi和CRISPR/Cas9系统对该基因进行失活，出现了雌蝇转变为雄蝇的表型。由于该基因未被命名，研究人员根据这一表型将其命名为Xiong（Xio，雄的中文拼音）。Xio通过调控Sxl的选择性剪接在体细胞和生殖细胞中控制Sxl蛋白的水平。此外，xio突变体的其它表型，如翅膀姿势和飞行能力，与METTL3突变体非常相似。进一步的质谱实验显示，mRNA上的m6A水平在xio突变体中显著下降。这些结果都说明Xio是m6A甲基转移酶复合物的核心成员之一，由于其人类同源蛋白ZC3H13也与多个m6A因子相互作用，因此Xio在m6A修饰途径中的功能是在进化中保守的。

论文第一作者为严冬课题组博士生郭健。哈佛大学教授Norbert Perrimon和研究员严冬为共同通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金、上海市科委、和中科院的资助。

上海生科院发现RNA m6A修饰和果蝇性别决定新因子