R環（R-loop）是一種由DNA:RNA雜合鏈和單鏈DNA組成的特殊染色質結構，在原核和真核生物的基因組中分布廣泛且普遍存在。R環在很多關鍵的生物學過程中發揮重要功能，包括染色質修飾、轉錄調控、DNA損傷修復以及基因組穩定性等，但其精確調控機制尚不清楚。m6A修飾作(zuo)為信使RNA上豐度(du)最高的修(xiu)飾(shi)類型，廣泛(fan)參與哺乳動物的發(fa)(fa)育(yu)、免(mian)疫、干細(xi)胞更(geng)新、脂肪分化、以及(ji)腫(zhong)瘤生(sheng)成(cheng)和轉移等生(sheng)命過程。然而，目前尚不清楚m6A是否(fou)能(neng)作(zuo)為R環中RNA組分來特異調控R環水平，進而發(fa)(fa)揮各種生(sheng)物學功能(neng)。

近期，清華大學(xue)生命學(xue)院(yuan)孫前文課題組與中科院(yuan)北京基因組研究所(suo)楊運桂課題組、任捷(jie)課題組合作研究發(fa)現(xian)m6A能穩(wen)定(ding)R環的形成(cheng)，進(jin)(jin)而調(diao)控基因轉(zhuan)錄(lu)的有效(xiao)終(zhong)止(zhi)。這一成(cheng)果為“m6A通過穩(wen)定(ding)R環進(jin)(jin)而促進(jin)(jin)轉(zhuan)錄(lu)正(zheng)常終(zhong)止(zhi)”。

研究(jiu)團隊首先(xian)通過(guo)斑點分子雜(za)交和(he)免(mian)疫(yi)熒光技(ji)術，發(fa)現(xian)(xian)(xian)敲低(di)m6A甲基(ji)轉移酶METTL3顯(xian)著降(jiang)低(di)R環(huan)(huan)(huan)水(shui)平(ping)，且(qie)該調控作用依(yi)賴于(yu)METTL3甲基(ji)轉移酶活(huo)性。隨(sui)后，團隊成(cheng)員(yuan)利用高效液相色(se)譜(pu)(pu)聯合質譜(pu)(pu)技(ji)術，發(fa)現(xian)(xian)(xian)相較于(yu)染色(se)體結合的RNA（caRNA），R環(huan)(huan)(huan)的RNA組分中的m6A修(xiu)飾更加富(fu)集(ji)(ji)。進一步(bu)利用基(ji)于(yu)單鏈DNA建(jian)庫的DNA:RNA雜(za)合鏈免(mian)疫(yi)共(gong)沉淀高通量測序技(ji)術（ssDRIP-seq），研究(jiu)團隊發(fa)現(xian)(xian)(xian)下調的R環(huan)(huan)(huan)主要富(fu)集(ji)(ji)在轉錄終止區域，且(qie)R環(huan)(huan)(huan)水(shui)平(ping)變(bian)化程度(du)與m6A的距離和(he)修(xiu)飾水(shui)平(ping)相關。

為(wei)了(le)探索m6A-R環調控的(de)(de)功能(neng)，研究團隊繪(hui)制(zhi)了(le)RNA聚合酶(mei)轉(zhuan)(zhuan)錄位點(dian)的(de)(de)高分辨率圖譜，并在MYC、ACTIN基因上進行(xing)多種轉(zhuan)(zhuan)錄活性(xing)檢(jian)測，發(fa)現m6A促進R環形成(cheng)是轉(zhuan)(zhuan)錄終止(zhi)階段的(de)(de)關(guan)鍵步驟，可(ke)以防止(zhi)RNA聚合酶(mei)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)錄通(tong)讀。最后，團隊成(cheng)員(yuan)構建了(le)針對轉(zhuan)(zhuan)錄通(tong)讀的(de)(de)報(bao)告基因系(xi)統，通(tong)過(guo)m6A修飾位點(dian)的(de)(de)突(tu)變進一步證(zheng)實(shi)m6A對于(yu)R環形成(cheng)及(ji)轉(zhuan)(zhuan)錄終止(zhi)的(de)(de)關(guan)鍵作用。

該研究發現了m6A甲基化修飾的共轉錄調控功能，揭示了RNA甲(jia)基(ji)化修飾對染色(se)質結(jie)構(gou)的(de)影響，以及R環(huan)結(jie)構(gou)中(zhong)的(de)RNA組分被修飾后對其(qi)自身穩態(tai)的(de)調控(kong)(kong)機制，闡釋了m6A通(tong)過穩定R環(huan)而促(cu)進(jin)轉錄正常(chang)終止的(de)現象，為進(jin)一步研(yan)究m6A與R環(huan)的(de)調控(kong)(kong)機制和相應生物(wu)學功(gong)能研(yan)究提供基本(ben)的(de)技(ji)術和理論支撐。