6-甲基腺嘌呤与新的RNA癌症靶点发现

几十年以来，有机化学家们都知道RNA是可以用化学方法改性修饰的，由于一直没有寻找到明确的应用，大多数研究人员会认为修改RNA是很无聊的事。直到近年来一个名为表观遗传学的新领域出现。该领域的科研人员研究发现这些RNA与人体的癌症有着越来越多的联系。

背景故事：

美国的风投公司每天会在纽约旧金山波士顿等处寻找足够成熟的学术研究，转化成为生物技术公司的技术核心，但一个全新的科学领域的技术爆发可不是每天都有，不过最近有一些迹象表明，继免疫治疗之后又有一项新的研究可能培育出成熟的治疗癌症技术。

美国的一家著名的天使风投Versant Ventures投资公司就找到了威尔康奈尔医学院的药理学教授Samie Jaffrey教授作为新公司Gotham Terapeutics公司的联合创始人。当风投与Smaie Jaffrey见面后，投资人的敏锐的将目光聚焦在教授的RNA的化学修饰测序研究上，该教授的实验室一直是腺嘌呤甲基化高通量测序技术与RNA靶点研究的领先者之一。

技术简介：

RNA甲基化指发生在RNA 分子上不同位置的甲基化修饰现象，常见的RNA转录后修饰方式有6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine，m6A) 和5-甲基胞嘧啶(C5-methylcytidine，m5C)等。

研究发现，m6A修饰在调控基因表达、剪接、RNA 编辑、RNA 稳定性、控制mRNA寿命和降解、介导环状RNA翻译等方面扮演重要角色。meRIP-seq可以助力解决细胞分化，生物发育、疾病发生发展，热休克反应等生物学问题。

新开发的微量meRIP-seq技术，通过技术优化，大幅降低meRIP的样本要求量，500ng-20ug 总RNA即可满足实验要求。利用最新的去rRNA技术，可以同时检测mRNA, lncRNA及环状RNA的甲基化修饰谱，帮助研究人员对RNA转录后甲基化修饰图谱进行全面研究，是表观转录组学研究的关键技术。

通过meRIP-seq(甲基化RNA免疫共沉淀 )基于抗体特异性结合甲基化修饰的碱基的原理，以RNA免疫共沉淀富集甲基化修饰片段为基础，然后通过高通量测序，在全转录组范围内研究发生甲基化的RNA区域，可以高效获得结果。

发展历史：

2008年5月：Rupert Fray表明甲基加成酶对植物发育至关重要。该研究鼓励其他人研究RNA修饰。

2010年11月：何川教授提出RNA表观遗传学的新领域，建议可以尝试进行去除RNA上的甲基修饰研究。

2011年10月：何川实验室证明，一种名为FTO的酶可以清除RNA上的甲基修饰。

2012年4月和5月：Gideon Rechavi(4月)和Samie Jaffrey(5月)的实验室发布了第一批RNA甲基修饰图。 Jaffrey将称为"epitranscriptomics"。

2014年10月：Howard Chang的实验室显示，向RNA添加甲基化的METTL3基因对胚胎干细胞的发育和分化至关重要。

2016年6月：由剑桥大学科学家Tony Kouzarides和Eric Miska创立的Storm Therapeutics公司为RNA修饰的药物蛋白质研究筹集了1600万美元。

2017年9月和11月：来自Samie Jaffrey及其同事(9月)和Tony Kouzarides及其同事(11月)的独立研究表明，METTL3在急性髓性白血病中升高，抑制这种酶会迫使癌细胞变成非癌细胞。

2018年5月：由何川，Howard Chang和Robert Copeland共同创办的Accent Therapeutics筹集了4000万美元。

2018年10月：由Samie Jaffrey创办的Gotham Therapeutics筹集到5400万美元的风险投资。

2019年2月：证据表明，转录组学可能对癌症免疫治疗很重要。 何川教授表明，删除一种阅读蛋白会提高检查点抑制剂在小鼠体内的功效。

从技术发展到发现疾病：

2008年，芝加哥大学生物化学与分子分子学教授潘涛在研究表观遗传酶时提出了一个疑问："FTO酶"是否从RNA中去除了甲基，这个想法现在看起来很正常，但是10年前研究人员没有很好的方法来测序到这些修改是否真的在进行。

同年，诺丁汉大学的植物生物学家Rupert Fray教授发现了，如果植物无甲基转移酶后在早期阶段就停止了生长。

在这期间科研人员对植物和动物RNA进行了大约150种不同的化学修饰

2010年，芝加哥大学的何川教授第一次定义了"RNA表观遗传学"这一新名词Nat.Chem.Biol。，DOI：10.1038 / nchembio.482

2011年何川与潘涛教授合作发现了FTO的酶确实可以清除RNA上的甲基修饰。

Nat.Chem.Biol.2011，DOI：10.1038 / nchembio.687

当时威尔康奈尔医学院Samie Jaffrey很敏感的意识到同样进行这个方向研究的自己，未来会有爆炸性的成果。根据植物学家Fray的启发，他的实验室一直在研究方法使得m6A映射到mRNA上去。但当时研究方法有局限性，只能通过质谱观察到m6A在mRNA链上存在，但是根本不可能知道是那段mRNA被修饰过了。

2012年Jaffrey教授的实验室使用了附着着m6A的抗体捕获了人类mRNA的片段用于测序

Cell 2012，DOI：10.1016 / j.cell.2012.05.003，

并创建了第一张m6A谱图，同年5月特拉维夫大学的Gideon Rechavi教授也发表了使用抗体在小鼠和人类细胞中绘制出m6A谱图的文章。

2014年，斯坦福大学的遗传学家Howard Chang的研究表明"没有METTL3小鼠和人类胚胎干细胞不受控制的生长，但从未经历过成熟过程"。几个月后Gideon Rechavi教授组也发表了类似发现。

Cell Stem Cell 2014，DOI) ：10.1016 / j.stem.2014.09.019

这些发现很明显的说明，m6A不仅仅是"成绩单"上的一些随机标记。即使甲基在物理空间上很小，它对RNA链也有很大影响。这些修饰可以诱导RNA呈现不同的3-D结构。

2017年何川教授发现的被称为书写器的甲基转移酶，与甲基擦除器ALKBH5酶以及FTO酶的联动起到了对RNA的调控。2017年Jaffrey教授确切发表抑制METTL3酶。这2个重大发现更是增加了科学家和投资者的兴趣。

癌细胞神奇的转变为了非癌细胞?RNA表观组学测序的项目开始被风投公司关注并投入资金探索METTL3是否可以成为一个有巨大吸引力的靶点。目前虽然药物设计师在抑制酶方面很有经验，但METTL3的的活动可能不那么简单，由于METTL3捕获甲基，但它从S-腺苷蛋氨酸中添加RNA，这也是一种被人体内其他几种酶使用的小分子，未来设计药物的公司一定要注意避免抑制其他的酶种。