大家好，今天給大家分享一篇最近發表在Nature Chemical Biology上的文章，文章的通訊作者是來自大連醫科大學的楊慶凱教授和第三軍醫大學的餘時滄教授，楊慶凱教授主要研究方向是腫瘤分子機制研究和小分子靶向藥物的研發。
m6A修飾是哺乳動物中豐度最高的一種RNA修飾，並且參與到多種生理過程中，也與多種代謝疾病密切相關。m6A修飾的writer是由METTL3和METTL14等組成的核甲基轉移酶複合體，去m6A修飾是由FTO和ALKBH5氧化去甲基化來完成。FTO是一種雙加氧酶，維生素C(Vc)可以作為輔因子增強其催化活性。考慮到m6A修飾、FTO與眾多代謝疾病有關，因此作者猜測存在類似Vc的其他代謝物能夠調控FTO的去甲基化活性，從而實現代謝物對RNA修飾的逆向調控過程。
作者首先用代謝物親和反應靶向螢光猝滅的方法（metabolite affinity responsive target fluorescence quenching，(MARTFQ)）在與肥胖相關的代謝物中篩選出與FTO存在高親和力的代謝物NADPH和NADH。作者還進一步通過藥物親和反應靶向穩定性實驗（drug affinity responsive target stability ，(DARTS)）和細胞內的熱穩定性實驗（cellular thermal shift assays， (CETSA)）驗證了NADPH和NADH能直接與FTO結合。隨後作者通過FTO的活性實驗發現NADP能夠增強體外FTO的去甲基化活性，且增強效果明顯優於Vc。
為了驗證NADP是否能夠調控細胞內的FTO活性，作者檢測了細胞內mRNA的m6A修飾水平與NADP之間的關係，結果發現NADP能夠顯著的降低mRNA的m6A修飾水平。通過增強或敲低生成NADP的兩種限制酶NADK和G6PD活性實驗進一步證明了細胞內NADP的水平升高確實能夠降低mRNA的m6A修飾水平。FTO的敲除實驗進一步證明了NADP對m6A修飾的調控是通過FTO的去甲基化活性實現的。
為了探究NADP對FTO活性調節影響了哪些基因對應的RNA上的m6A修飾水，作者通過抗RNA m6A修飾的抗體對細胞內的RNA進行免疫共沉澱和測序，發現NADP/FTO主要是影響了與白色脂肪細胞分化的調節和染色質修飾酶等相關基因轉錄出的RNA 上的m6A修飾水平。隨後作者在3T3-L1前體脂肪細胞中驗證了NADP能增強FTO對m6A修飾的去甲基化活性，進而促進細胞內的脂肪形成。
最後，作者在小鼠活體的水平上驗證了NADP能夠通過FTO來調控mRNA的m6A修飾水平，進而影響活體內的脂肪形成。作者發現腹腔注射NADPH後能顯著降低野生型小鼠脂肪組織內的m6A修飾水平，且脂肪含量增多，而在敲除FTO的小鼠中卻沒有類似的效果。
總之，作者發現代謝物NADP能夠直接結合FTO，並能增強其對RNA上m6A修飾的去甲基化活性，並能影響細胞和活體內的脂肪形成等生理過程。
文章作者：TH
文章連結：https://doi.org/10.1038/s41589-020-0601-2
原文引用：10.1038/s41589-020-0601-2