m6A阅读器全景解析揭示FUBP3、L1TD1等新型调控因子在人胚胎干细胞分化中的关键作用

《Advanced Science》：Comprehensive Profiling of N6-methyladnosine (m6A) Readouts Reveals Novel m6A Readers That Regulate Human Embryonic Stem Cell Differentiation

本研究通过系统分析五种细胞系中m6A修饰对mRNA半衰期、翻译效率和选择性剪接的调控作用，结合机器学习模型预测并实验验证了FUBP3、FXR2、L1TD1、DDX6等新型m6A结合蛋白，阐明了它们在人多能干细胞（hESC）三胚层分化中的特异性功能，为m6A介导的细胞命运调控提供了新机制见解。

　　

系统性分析不同细胞类型中m⁶A甲基化的功能读值

研究团队通过干扰五种代表性细胞系（A549、HEK293T、HUVEC、JURKAT和人胚胎干细胞）中的核心m⁶A甲基转移酶METTL3，利用放线菌素D处理的时序转录组测序、核糖体测序和超深度转录组测序，系统评估了m⁶A对mRNA半衰期、翻译效率和选择性剪接的调控作用。研究发现m⁶A的功能读值具有高度的细胞类型特异性，且仅凭m⁶A水平不足以预测其功能效应。

基于RNA结合蛋白结合背景的m⁶A读值预测

通过整合公共数据和新生成的m⁶A甲基化组数据，研究构建了机器学习模型来预测m⁶A的功能读值。模型成功筛选出四个新型m⁶A相关蛋白（FUBP3、FXR2、L1TD1和DDX6）。通过m⁶A RNA pull-down、转录组范围结合位点定位和电泳迁移率变动分析，验证了这些蛋白的m⁶A结合能力。进一步通过基因敲除细胞的半衰期分析表明，FUBP3和L1TD1可作为调控mRNA稳定性的m⁶A阅读器。

m⁶A结合蛋白对hESC早期分化的影响研究

研究发现FUBP3、FXR2和L1TD1对hESC的自我更新无显著影响，但在三胚层分化过程中发挥重要作用。FUBP3缺失促进内胚层和外胚层分化，但抑制中胚层分化；而FXR2和L1TD1缺失则全面抑制三个胚层的分化能力。机制上，FUBP3通过降低NOLC1和CORO1C的mRNA稳定性来调控神经分化过程。

新型m⁶A阅读器的功能验证

通过HyperTRIBE技术发现，DDX6、FUBP3、FXR2和L1TD1的结合位点均显著富集在m⁶A位点附近。RNA EMSA实验进一步证实了这些蛋白与m⁶A修饰RNA的直接结合。功能实验表明，这些新型m⁶A阅读器通过调控靶基因的mRNA稳定性和翻译效率，在hESC分化过程中发挥重要调控作用。

研究意义与展望

该研究不仅建立了m⁶A功能读值的系统分析平台，还发现了一批新型m⁶A阅读器，为理解m⁶A在干细胞命运决定中的调控机制提供了重要理论基础。这些发现对揭示m⁶A介导的转录后调控网络及其在发育和疾病中的作用具有重要意义。