Cell Res：刘颖/李川昀团队揭示DNA 6mA甲基化修饰介导天然免疫调控的新机制

DNA 6mA修饰（N6-deoxyadenine）是新近发现的多细胞真核生物DNA甲基化修饰形式。该修饰在真核生物基因组中丰度极低，当前对其修饰特征、生物学功能和调控机制的了解非常有限，而对DNA 6mA功能和机制的解析逐渐成为表观遗传学研究的新焦点。

2023年6月5日，北京大学未来技术学院刘颖课题组与李川昀课题组合作，在 Cell Research 期刊发表了题为：A novel N6-Deoxyadenine methyltransferase METL-9 modulates C. elegans immunity via dichotomous mechanisms 的研究论文。

该研究发现，基因组DNA 6mA是秀丽隐杆线虫天然免疫反应的重要表观调控因子，并报道一个全新的6mA甲基转移酶METL-9，可通过甲基转移酶活性和非甲基转移酶活性双重模式，共同调控线虫天然免疫反应。

研究发现，线虫受到病原菌感染后，基因组DNA 6mA修饰水平显著上调。通过生物化学筛选联合生物信息学分析，研究团队找到了介导这一修饰过程的6mA甲基转移酶METL-9。体外酶活实验和酶促反应动力学实验证明，METL-9具有典型的DNA甲基转移酶特征，能以SAM为甲基供体对含“GGAG”基序的单链或部分单链结构DNA底物进行6mA甲基化修饰。

进一步，研究团队发现METL-9的敲除或6mA修饰活性的缺失会导致线虫天然免疫反应基因在感染情况下的转录调控紊乱，大幅削弱线虫的免疫力，表明METL-9及受其调控的6mA修饰对于维持天然免疫反应至关重要。

为了揭示6mA修饰在天然免疫反应中的功能和机制，研究团队开发了基于PacBio SMRT测序的新方法6mA-Sniper，实现了在单碱基分辨率水平准确鉴定DNA 6mA修饰位点。在此基础上，作者揭示了感染前后6mA在线虫基因组上的分布特征和修饰基因，并进一步利用CRISPR定点突变技术，证明6mA通过与H3K27me3调控互作，直接参与了重要的天然免疫基因的转录激活。

有趣的是，他们还证明DNA 6mA甲基转移酶METL-9可以通过与免疫反应相关转录因子DVE-1的相互作用部分实现对天然免疫反应的调控，表明METL-9参与天然免疫反应调控的机制是多层次的（图1）。

图1：6mA及METL-9参与线虫天然免疫反应调控的机制示意图

总之，作者证明了DNA 6mA及其甲基转移酶METL-9在线虫天然免疫反应调控中的重要作用，通过单碱基分辨率方法揭示了6mA的基因组尺度修饰特征、证明了6mA介导了天然免疫反应基因的转录激活。该研究为理解真核生物DNA 6mA功能和调控提供了新见解。

北大-清华生命科学联合中心已出站博士后马成川、北京大学未来技术学院已毕业博士薛婷龄和彭琪为论文共同第一作者，刘颖教授、马成川博士和李川昀教授为论文通讯作者。

马成川博士已获聘为中国医学科学院协和医学院输血研究所助理教授、研究员，长期招聘科研助理（有编制）、博士后、硕博研究生和客座学生。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41422-023-00826-y

阅读原文