7-甲基鳥嘌呤（m⁷G）修飾是轉錄后調控中最常見的堿基修飾形式之一，廣泛分布于tRNA、rRNA、以及真核生物mRNA的5’帽子區，對維持RNA的加工代謝、穩定、出核以及蛋白質翻譯具有重要作用。近期研究表明高等真核生物mRNA內部也含有m⁷G修飾，然而對其分布特征和調控作用目前尚不清楚。 

　　中國科學院北京基因組研究所楊運桂團隊開發了單堿基分辨率的m⁷G高通量測序技術(m⁷G miCLIP-seq)，通過該方法系統性描繪m⁷G在真核生物mRNA內部的分布特征，并進一步解析應激處理下該修飾對蛋白質翻譯的分子調控機制。相關研究成果在9月13日以Dynamic methylome of internal mRNA N⁷-methylguanosine and its regulatory role in translation為題在線發表于Cell Research雜志。 

　　研究團隊通過繪制真核生物mRNA內部的m⁷G分布圖譜，發現該修飾的分布具有物種保守性。正常條件下，人和小鼠mRNA內部的m⁷G顯著富集于5’非翻譯區（5’UTR）尤其是翻譯起始位點附近的AG二堿基富集區；而H₂O₂和熱激處理下，m⁷G分布發生動態性變化，顯著富集于基因編碼區（CDS）和3’UTR區。結合Ribosome profiling數據發現，應激處理下形成的m⁷G具有促進蛋白質翻譯的作用；進一步結合minigene報告系統證實，H₂O₂處理下PCNA 3’UTR上的m⁷G修飾能夠增強該基因的翻譯效率。進一步通過western blot實驗證實，應激處理下，已知的m⁷G甲基轉移酶METTL1的蛋白水平顯著增加，說明應激處理下METTL1可能參與調控真核生物mRNA內部的m⁷G形成。 

　　該研究通過開發單堿基分辨率的m⁷G高通量測序技術，成功繪制了高等真核生物mRNA內部的m⁷G動態分布圖，并揭示了應激處理下m⁷G對蛋白質翻譯的分子調控機制，為后續m⁷G的功能性研究提供基本的技術和理論支撐。該研究得到了中國科學院戰略性先導科技專項、國家自然科學以及國家重點研發計劃等基金資助。 

 　　mRNA內部m⁷G的高通量測序技術及對mRNA翻譯調控機制

　　論文鏈接