2014年1月，中國科學院北京基因組研究所基因組變異與精準生物醫(yī)學實驗室“百人計劃”研究員楊運桂研究組，與中國科學院動物研究所“百人計劃”研究員劉峰研究組合作開展的“m6A甲基轉(zhuǎn)移酶復合物鑒定”研究，發(fā)現(xiàn)了WTAP(wilms'tumour 1-associating protein) 蛋白作為m6A甲基轉(zhuǎn)移酶復合物調(diào)控亞基，調(diào)節(jié)m6A甲基轉(zhuǎn)移酶催化亞基METTL3和METTL14在細胞體內(nèi)的定位和活性。研究成果Mammalian WTAP Is a Regulatory Subunit of the RNA N6-Methyladenosine Methyltransferase在線發(fā)表于細胞生物學學術(shù)期刊 Cell Research。

　　6-甲基腺嘌呤【N6-methyl-adenosine(m6A)】是高等生物中含量最為豐富的一種RNA甲基化形式，平均每一條mRNA含有3-5個，存在于保守序列RRACH（R=G ,A; H=A,C or U）中。但長期以來，由于缺乏對m6A進行有效檢測的技術(shù)手段和對修飾m6A酶復合物的發(fā)現(xiàn)，m6A調(diào)控RNA尤其是mRNA的生物學功能尚不清楚。

　　楊運桂研究組在前期研究中，通過和芝加哥大學何川教授實驗室合作，參與發(fā)現(xiàn)了m6A去甲基化酶FTO(Jia et al. Nature Chemical Biology 2011)和ALKBH5(Zheng et al. Molecular Cell 2013)，拓展和豐富了RNA m6A甲基化表觀轉(zhuǎn)錄組學新概念與研究領域（Niu et al. GPB 2013; Zheng et al. RNA Biology 2013）。相對于m6A去甲基化酶的發(fā)現(xiàn)，催化m6A形成以SAM為甲基供體的甲基轉(zhuǎn)移酶復合物（~1000kDa）的發(fā)現(xiàn)進展緩慢,70-kDA METTL3 (methyltransferase like 3)亞基是目前唯一已知組分。M6A甲基轉(zhuǎn)移酶復合物各組分的發(fā)現(xiàn)和鑒定，對揭示RNA m6A甲基化表觀轉(zhuǎn)錄組學功能和調(diào)控規(guī)律極其重要。

　　本研究利用生物化學、細胞、基因組學、生物信息學及模式生物等多層次技術(shù)手段，發(fā)現(xiàn)了M6A甲基轉(zhuǎn)移酶復合物另外兩個重要蛋白METTL14 (methyltransferase like 14)和WTAP, METTL14 、WTAP和METTL3在體內(nèi)形成功能復合物，催化m6A形成。 

　　METTL3和METTL14定位在mRNA加工相關亞細胞器nuclear speckle上，其定位依賴于WTAP；利用轉(zhuǎn)錄組、PAR-CLIP技術(shù)結(jié)合第二代測序技術(shù)，科研人員發(fā)現(xiàn)METTL3依賴于WTAP結(jié)合RNA，mRNA是該甲基轉(zhuǎn)移酶復合物的主要底物。與WTAP和METTL3結(jié)合的基因存在選擇性剪接模式的改變,WTAP和METTL3結(jié)合RNA MOTIFs在序列和距離與經(jīng)典m6A甲基化RRACH高度一致,RNA代謝相關基因的表達和選擇性剪接都受到METTL3和WTAP的調(diào)節(jié)。

　　METTL3和WTAP基因敲低的斑馬魚胚胎都表現(xiàn)為組織器官分化缺陷和細胞凋亡增加。以上研究確認了WTAP作為調(diào)控亞基，調(diào)節(jié)m6A甲基轉(zhuǎn)移酶催化亞基METTL3/METTL14的細胞內(nèi)活性和定位。

　　該研究工作為進一步研究m6A的生物功能和RNA表觀遺傳提供了依據(jù)，為RNA甲基化修飾作為一種具有重要生物學調(diào)控功能的表觀轉(zhuǎn)錄組學新概念提供了重要證據(jù),從而為后續(xù)從RNA甲基化這一新角度展開惡性腫瘤等人類疾病的發(fā)生發(fā)展研究提供了理論依據(jù)。

　　該項工作得到了中國科學院、科技部、國家自然科學基金委的資助。