6-甲基腺嘌呤（N6-methyladenosine, m⁶A）是真核生物mRNA中含量最为丰富的RNA修饰。m⁶A调控RNA剪切、稳定性、出核和翻译等，并与多种生理疾病相关，包括肿瘤的发生和发展。m⁶A主要是由异源二聚体METT3-METTL14和调节亚基WTAP为核心的甲基转移酶复合物催化合成。其中METTL3是发挥催化功能的甲基转移酶，METTL14帮助其正确识别底物，而WTAP则帮助METTL3-METTL14二聚体定位到细胞核内正确的位置。但目前METTL3-METTL14-WTAP复合体组装的分子机制并不清楚。

2023年8月17日，武汉大学医学研究院/免疫与代谢前沿科学中心/中南医院甲乳腺外科张静教授课题组在国际学术期刊eLife上在线发表了题为“A cleaved METTL3 potentiates the METTL3-WTAP interaction and breast cancer progression”的研究论文。该研究发现了METTL3的剪切体，并揭示了剪切体METTL3a在甲基转移酶复合物组装中发挥的重要作用。

分子生物学实验研究发现METTL3存在两个剪切体，而且在乳腺肿瘤组织高表达。通过Edman测序和基因突变等技术鉴定到剪切体是METTL3a（239-580aa）和METTL3b（197-580aa）。缺失关键氨基酸Q238（METTL3-Δ238）和L198（METTL3-Δ198）分别导致剪切体METLL3a和METTL3b的减少。随后，体外纯化的METTL3蛋白与乳腺癌T47D细胞裂解液孵育证实，METTL3a和METTL3b是蛋白翻译后水平的产物。通过小分子蛋白酶抑制剂筛选找到蛋白酶体参与了剪切体的生成，抑制蛋白酶体或者敲低蛋白酶体亚基能显著减少METTL3a和METTL3b的生成。随后的研究发现，METTL3可以自身互做形成二聚体，进而促进METTL3-METTL14异二聚体的二聚化，而后与WTAP结合形成甲基转移酶复合物。缺失METTL3a抑制METTL3的二聚化以及随后的WTAP的结合，最终导致不能形成三元复合物METTL3-METTL14-WTAP（MTC）而失去甲基转移酶的功能，从而抑制肿瘤的生长和转移。这说明METTL3的甲基转移酶功能及其促进肿瘤生长、转移都需要其剪切体METTL3a。m⁶A-seq结果显示，缺失METTL3a明显降低m⁶A peaks的基因数，并影响包括mTOR在内的信号通路。该研究从METTL3剪切体层面阐述对MTC组装的调控，为MTC的调控研究提供了新的思路，也为药物靶点设计提供了新的方向。

METTL3a介导的甲基转移酶复合物组装示意图

医学研究院博士后闫朝君、博士研究生熊晶晶、周子瑞、黎其芳为本论文的第一作者，高川、张梦瑶、余丽娅等也做出了重要贡献，张静教授为论文的通讯作者。该研究的合作者包括武汉大学医学研究院张好建教授、蔡车国教授、胡明明教授，武汉大学中南医院李金朋教授和厦门大学张宸崧教授。研究获得省市“双一流”建设专项人才启动经费、国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金、湖北省自然科学基金及中国博士后科学基金等资助。医学研究院仪器设备共享中心为本研究提供了有力的平台支持。

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https://elifesciences.org/articles/87283