来了！何川团队总结了6mA修饰的挑战和新见解

DNA N6-甲基脱氧腺苷(6mA)修饰最早于20世纪50年代在大肠杆菌中发现。在接下来的几十年里，6mA被认为是原核生物和原生生物基因组中关键的DNA修饰。虽然在原核生物中很重要，但对真核生物，特别是哺乳动物中DNA 6mA的存在和功能作用知之甚少。

2023年2月2日，美国芝加哥大学何川团队在Molecular Cell（IF=19）在线发表题为“Mammalian DNA N6-methyladenosine: Challenges and new insights”的论文，该文章总结了当前哺乳动物基因N6-甲基腺苷的挑战和新见解，并提出了关于哺乳动物DNA 6mA未来研究的四个问题。

5-甲基脱氧胞苷(5mC)几十年来一直主导着共价DNA修饰的研究。在大多数高等真核生物的基因组中它是最丰富的DNA修饰。亚硫酸氢盐测序等可靠的测序方法可以对5mC进行位点特异性和全基因组检测。在原核生物中，情况则完全不同。6mA最早于1955年在大肠杆菌中发现，是大多数细菌基因组中最丰富的DNA修饰，而5mC在许多细菌物种中含量要低得多或无法检测到。6mA在保护细菌基因组免受限制性内切酶侵害、调节DNA错配修复、染色体复制和转录等方面发挥着重要作用。对6mA的兴趣扩展到其他物种，研究表明它存在于真菌、原生生物、植物、无脊椎动物和非哺乳脊椎动物中，且丰度不同。

对真核生物DNA 6mA的兴趣在2015年和2016年重新出现，几个小组显示了在不同真核生物物种中的存在和潜在的调节作用。随后的研究显示了6mA在真核生物基因组中的作用。然而，它在包括哺乳动物在内的高真核生物中的存在和功能作用受到了挑战，主要是因为：(1)细菌污染的担忧；(2)核糖-N6-甲基腺苷(m6A)的潜在错配；(3)缺乏真正准确的测序方法来揭示6mA的存在和准确的基因组位置。低丰度、细菌DNA的普遍污染以及不明确的功能使得无脊椎动物和脊椎动物中是否存在6mA成为一个很大的疑问。

6mA在哺乳动物基因组DNA和线粒体DNA上的功能和效应蛋白（图源自Molecular Cell ）

自从使用HPLC-MS/MS在人类组织中检测6mA的报道以来，已经开发和报道了27种不同真核生物，特别是哺乳动物中DNA 6mA的绘制方法。使用不同方法的不同报告导致了相互矛盾的结论，最近的报告观察到许多真核生物样本中的6mA丰度明显低于以前的报告，并呼吁重新评估真核生物，特别是哺乳动物的6mA丰度。从这个角度，作者对这些研究进行了综述，重点介绍了DNA 6mA在哺乳动物系统中的存在和功能作用，强调了四个需要解决的“谜团”，即：（1）6mA在哺乳动物中是否真的存在？（2）6mA在基因组的定位是怎样的呢？（3）哺乳动物中调控6mA的修饰酶是什么？（4）6mA相关的生物学功能是什么？

展望未来，作者列出的四个问题也是科学界明确定义哺乳动物DNA 6mA功能的机会。同时作者也列出了未来的应当努力的方向：(1)检测gDNA上存在6mA；(2)采用可靠的方法绘制6mA的精确位置；(3)效应蛋白如甲基化酶、去甲基化酶或结合蛋白需要被鉴定和扰动以进行功能表征；(4)需要建立基于crispr的在特定位点逆转6mA的系统来分配直接功能。

原文链接：

https://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(23)00025-4

转自：“iNature”微信公众号

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