2022年9月27日，狗万外围充值 麻錦彪團隊和中國科學技術大學張凱銘團隊合作在Cell Research雜誌在線發表了題為《Cryo-EM structures of human m6A writer complexes》的文章，該研究通過冷凍電鏡解析了兩套分辨率在3.0Å的人源m6A甲基化酶調控亞基複合物的核心區域高分辨結構，以及整體分辨率為4.4 Å的人源m6A甲基化酶複合物整體結構。研究團隊結合蛋白質-蛋白質和蛋白質-RNA交聯質譜以及GST pull-down等生化實驗與結構分析，提出了m6A甲基化酶複合物識別和修飾RNA底物的合理模型。
圖1. MAC-MACOM的活性測試及MACOM複合物的整體結構。a, MAC-MACOM進行RNA m6A甲基化修飾的工作模型。b, c, MAC, HWVZ, MAC-HWVZ複合物尺寸排阻色譜峰圖以及對應SDS-PAGE電泳圖。d, 使用Actb-1 RNA來比較單獨MAC及其與不同組分MACOM複合物組合的m6A甲基化活性。e, 所用人源MACOM複合物的結構域示意圖。虛線代表電鏡結構中不可見的區域。f, HWVZ複合物的電鏡密度（左）與結構（右）示意圖。g, HWV複合物的電鏡密度（左）與結構（右）示意圖。
在RNA上存在多種修飾，其中腺嘌呤N6位甲基化（m6A）修飾是哺乳動物中豐度最高、分布最廣的RNA修飾。研究發現m6A修飾在mRNA的編碼區和3’ -UTR區域富集，參與多種生理及病理過程的調控。RNA的m6A修飾依賴由多個蛋白成員組成的m6A甲基化酶複合物（m6A writer complex），其中由MT-A70家族蛋白METTL3和METTL14形成異源二聚體組成的催化亞基被稱作m6A-METTL複合物（m6A-METTL complex, 簡稱MAC）；而WTAP、VIRMA（KIAA1942）、ZC3H13和HAKAI等主要起調控作用，並存在明顯的相互作用，它們組成的調控亞基被稱作m6A-METTL關聯複合物（m6A-METTL associated complex, 簡稱為MACOM）。缺少MACOM時，MAC隻顯示相對較低的體外m6A修飾活性，因此MACOM對MAC的m6A甲基化酶活性具有重要的調控作用。雖然組成MAC核心的METTL3/14催化結構域以及METTL3的鋅指結構已被解析，但是對於調控複合物MACOM及其成員蛋白，仍缺乏任何結構信息，極大阻礙了對其功能和對催化亞基MAC活性的調控機製研究。
全新解析的MACOM複合物冷凍電鏡結構整體形狀類似“披戴馬鞍的戰馬”。其中WTAP通過四段α-螺旋卷曲螺旋（coiled-coil）H1-H4形成了緊密的同源二聚體，形成類似馬鞍的形狀。VIRMA則以20個ARM-like重複結構單元通過長連接螺旋等形成類似半身馬型結構（圖1f-g）。WTAP二聚體和VIRMA之間的緊密互作，作為整個m6A甲基化酶複合物調控亞基的剛性骨架。ZC3H13通過C端片段深入結合在VIRMA的中心部分從而錨定在複合物上。為了獲得m6A甲基化全酶複合物的結構信息，研究人員進一步解析了4.4Å的MAC-MACOM複合物結構，借助已解析的METTL3/14核心晶體結構和鋅指溶液結構，搭建出了MAC-MACOM複合物中兩個亞基的相對空間關係（視頻1），再通過分析s4U標記的RNA底物與MAC-MACOM複合物的交聯質譜結果，獲得了RNA底物在MAC-MACOM複合物上的結合位點，提出了可能的m6A甲基化酶複合物修飾RNA底物的作用模型（圖2）。
2. MAC與MACOM複合物的相互作用以及整體的底物結合模式圖。a, 在高閾值下的MAC-MACOM複合物電鏡密度中放入MACOM複合物的結構，多餘密度用虛線圈出。b, 基於電鏡密度和生化結果的MAC-MACOM複合物模型，左圖為高閾值密度圖，右圖為低閾值密度圖。c, 根據s4U-RNA和MAC-MACOM複合物的交聯質譜結果提出的m6A甲基化酶複合物與RNA底物的作用模型。
視頻1. MAC-MACOM複合物的結構模型。
總之，該研究首次解析了m6A修飾過程中其重要調控作用的MACOM複合物的高分辨冷凍電鏡結構和全酶複合物（MAC+MACOM）核心結構模型，並進一步提出了合理的m6A甲基化酶複合物修飾RNA底物的作用模型。由此為開發針對m6A修飾的抑製劑或藥物提供了除MAC催化亞基複合物以外的新靶點的結構基礎，以實現對RNA m6A修飾相關癌症等人類疾病的潛在治療目的。
万博英超狼队网官方网 的蘇世晨博士、中國科學技術大學生命科學與醫學部的李珊珊副研究員以及万博英超狼队网官方网 的博士生鄧婷為本文共同第一作者，万博英超狼队网官方网 和遺傳工程國家重點實驗室麻錦彪教授與中國科學技術大學生命科學與醫學部張凱銘研究員為本文的共同通訊作者。浙江大學高分子係的劉建釗團隊和國家蛋白質科學中心（上海）的彭超團隊也參與了研究工作。中國科學技術大學冷凍電鏡中心為數據收集與處理提供了支持，万博英超狼队网官方网 和遺傳工程國家重點實驗室的電鏡平台為樣品初篩提供了支持。該項研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中科大科研啟動經費和中科院率先行動引才計劃擇優經費的資助。
論文鏈接：https://doi.org/ 10.1038/s41422-022-00725-8