带来一篇2021发表在Nature Communication上的文章，题目为“Arginine methylation of METTL14 promotes RNA N6-methyladenosine modification and endoderm differentiation of mouse embryonic stem cells”。本文的通讯作者是南方医科大学的肖珊教授和夏来新教授，他们课题组致力于RNA表观修饰与发育调控研究。
mRNA的m6A修饰主要存在于终止密码子、3‘未翻译区域 （3’UTR） 和具有 RRACH 序列的长外显子中（R 表示 G 或 A，H 表示 A、C 或 U）。m6A是一种动态可逆修饰，由甲基转移酶复合物METTL3-METTL14-WTAP和去甲基化酶FTO和ALKBH55共同调节。m6A在RNA稳定性，拼接，翻译和其他细胞过程扮演着重要角色，m6A修饰失调已被证明会导致干细胞自我更新或分化损害、发育过程异常和肿瘤发生。蛋白精氨酸甲基化是一种关键的翻译后修饰，在很大程度上由九种蛋白精氨酸甲基转移酶催化。蛋白质的精氨酸甲基化可以通过调节它们与蛋白质和核酸，特别是RNA的结合相互作用来调节它们的活性。它还被证明参与基因转录、核糖核酸剪接、细胞信号传导等其他细胞过程。METTL14的磷酸化以及METTL3的sumo化研究已有文献报道，但是关于m6A的甲基转移酶的精氨酸甲基化没有被报道过。在这里，作者使用LC-MS / MS鉴定METTL14的R255甲基化，METTL14在R255处的甲基化调节了m6A甲基转移酶复合物的活性并增强全局RNA m6A修饰。阐明了精氨酸甲基化对m6A调节和mESC分化的关键作用，表明蛋白质甲基化和RNA甲基化之间存在直接联系。首先作者验证了SFB-METTL14在细胞中的表达量同内源性METTL14一致，接着通过IP验证了METTL14的甲基化修饰，并进一步通过TAP-LCMS/MS以及IP鉴定了R255位的甲基化修饰，最后作者通过PDB分析发现R255位于METTL3跟METLL14相互作用以及RNA底物结合位点。2.METTL14 R255K降低了全局mRNA的m6A水平首先作者确定了METTL14 R255K的表达水平同METTL14 WT一致，接着作者通过Dot blot发现METTL14 R255K会降低全局mRNA的m6A修饰水平，过表达WT能稍微回补m6A水平，最后作者通过甲基RNA免疫沉淀实验以及qPCR进一步证实R255K会降低m6A修饰水平。作者还进一步证实了m6A的修饰与mRNA的剪切相关，R255K的基因m6A水平下降，稳定性增加，表达量增加。图2. METTL14 R255K降低了全局mRNA的m6A水平3.PRMT1与METTL14相互作用且甲基化METTL14作者通过亲和纯化串联质谱，免疫沉淀验证了PRMT1与METTL14的相互作用，进一步截短METTL14结合免疫沉淀验证了PRMT1与METTL14的作用区域，最后作者通过多肽体外甲基化实验以及敲除实验验证PRMT1对METTL14的R255的甲基化。图3. PRMT1与METTL14相互作用且甲基化METTL14因为PRMT1能够甲基化METTL14的R255，于是作者想进一步探究PRMT1与m6A关系。通过PRMT1的过表达以及敲除实验证明PRMT1能促进全局mRNA的m6A修饰，最后，作者通过突变PRMT1与回补WT实验验证PRMT1是通过甲基化METTL14 R255调控m6A水平。图4. PRMT1调控全局mRNA的m6A修饰水平5.METTL14的R255甲基化能够稳定甲基转移酶复合物与RNA底物的结合接着作者想探究METTL14 R255甲基化是怎么增强全局RNA m6A修饰水平的。作者发现METTL14 R255甲基化不影响其表达水平，也不影响METTL14与METTL3的结合。于是作者做了docking模拟METTL14与METTL3的结合发现，METTL14 R255甲基化的酶自由度以及其与RNA的结合能降低，说明METTL14的R255甲基化能够稳定甲基转移酶复合物与RNA底物的结合。最后，作者通过PAR-CLIP-qPCR实验以及RNA探针下拉实验进一步验证R255K会降低其复合物与调控RNA的结合能力。6.METTL14的R155甲基化对小鼠胚胎干细胞的分化至关重要已知m6A修饰失调被证明会导致小鼠胚胎干细胞自我更新或分化损害。首先作者发现R255K调控的m6A水平降低的RNA大部分是调控干细胞多能分化的，且跟踪发现R255K的胚胎拟体以及内胚层发育损害，相应内胚层标志物的RNA水平降低。然而作者分析全局RNA水平，发现R255调控的基因变化不大，半衰期实验表明R255调控的基因（m6A修饰）降解较慢。由于m6A与RNA剪切相关，R255调控的基因（Klf4，Smad6以及Smad7）m6A水平降低，表达稳定，导致内胚层分化受到抑制。原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-24035-6原文引用：https://doi.org/10.1038/s41467-021-24035-6
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