中大新闻网讯（通讯员王金凯、曹楠）近日，中山大学中山医学院王金凯教授和曹楠教授课题组合作在Nature Communications期刊发表题为“Parallel functional assessment of m6A sites in human endodermal differentiation with base editor screens”的研究论文，开发了一种基于腺嘌呤单碱基编辑的技术大规模筛选功能性的m6A RNA修饰位点，并利用该技术系统地筛选了在人胚胎干细胞向内胚层分化的的过程中发挥关键作用的m6A位点。论文的通讯作者是中山大学中山医学院的王金凯教授和曹楠教授，第一作者为王金凯教授课题组的程维晟博士和曹楠教授课题组的刘芳博士。此外，王金凯教授课题组的任志军博士在数据分析中做出了重要贡献。
m6A（N6-methyladenosine）RNA修饰是发生在RNA腺嘌呤上含量丰富的可逆的动态修饰。王金凯教授在美国博士后期间的工作发现m6A在胚胎干细胞命运决定中发挥关键的作用，缺失m6A的胚胎干细胞会导致干性基因不能正常降解从而丧失分化潜能。然而由于目前并没有方法能够对m6A位点进行转录组范围的功能筛选，因此难以系统揭示具体哪些m6A位点在胚胎干细胞细胞命运决定中发挥关键的作用。腺嘌呤单碱基编辑器可以直接在DNA上修改m6A修饰位点的腺嘌呤碱基，从而导致相应RNA上m6A修饰被破坏。基于这一策略，研究团队设计了由7999条sgRNA组成的文库，这些sgRNA可以靶向6048个不同的m6A 位点所对应的DNA。为了筛选在胚胎干细胞向内胚层分化中发挥作用的m6A位点（sgRNAs），研究团队在人胚胎干细胞（hESCs）中通过慢病毒转入sgRNA文库后，诱导hESCs向内胚层分化，以CXCR4为标记通过流式细胞分选强阳性（内胚层）和阴性（非内胚层）的细胞，通过比较不同sgRNA在两群细胞中的富集程度从而筛选出78条在非内胚层中富集的sgRNA和137条在内胚层细胞中富集的sgRNA。研究团队选择了分别位于SOX2和SDHAF1基因的两个促进分化的m6A位点和一个位于ADM基因的抑制分化的m6A位点进行了功能验证，发现这三个m6A确实是通过m6A的机制影响胚胎干细胞向内胚层分化。
图：m6A功能筛选的策略和筛选结果
m6A在RNA上分布广泛，在各种病理和生理过程中都发挥了重要作用。本研究首次实现在转录组水平系统筛选具有特定功能的m6A位点，对理解m6A调控生命过程的具体机理和疾病靶点研究具有重要意义，也对干细胞命运调控的机理提供了新的视角。这一研究策略也有望被广泛应用于其他领域中m6A功能位点的发掘和研究。
该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和广东省自然科学基金的支持。
