DNA N6-甲基腺嘌呤（6mA）是原核生物中最普遍的修飾。最初，人們認為6mA修飾只存在于原核生物中，而不存在于真核生物中。直至2015年，三篇《Cell》文章報道6mA修飾存在于線蟲、衣藻和果蠅的基因組中。至于它是否存在于人類細胞中，至今仍然是一個謎。

最近，廣州醫(yī)科大學附屬第三醫(yī)院晏光榮教授領導的團隊利用Pacific Biosciences測序數(shù)據(jù)，首次證實了人類基因組DNA中存在6mA修飾，特別是線粒體基因組。他們還發(fā)現(xiàn)，6mA的降低可促進腫瘤發(fā)生。

這項成果于本周發(fā)表在《Molecular Cell》雜志上。文章通訊作者為廣醫(yī)三院的晏光榮教授，費城兒童醫(yī)院的王凱教授、中國農(nóng)業(yè)科學院的谷曉峰研究員以及北京放射醫(yī)學研究所的伯曉晨研究員為共同通訊作者。

利用“華夏一號”基因組的PacBio測序數(shù)據(jù)，研究人員發(fā)現(xiàn)了881,240個6mA修飾位點。這些修飾大約覆蓋人類基因組中0.051%的腺嘌呤，比一些真菌和線蟲低，但與果蠅和豬的水平相似。

之后他們利用6mA免疫沉淀測序（6mA-IP seq）和液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS）驗證了對這種DNA修飾的發(fā)現(xiàn)。6mA-IP seq揭示的6mA位點與通過SMRT測序發(fā)現(xiàn)的位點重疊，而且LC-MS/MS發(fā)現(xiàn)的修飾腺苷酸比例也與SMRT測序結果相似。

簡言之，這些結果表明DNA 6mA修飾的確存在于人類基因組中。

研究人員留意到，性染色體上的6mA修飾密度僅為常染色體的一半，覆蓋X染色體上0.023%的位點和Y染色體上0.024%的位點。同時，線粒體基因組有著更高密度的6mA修飾，含量為0.184%，比常染色體高出兩倍多。

研究人員還指出，6mA修飾集中出現(xiàn)在外顯子區(qū)域，特別是人類細胞中那些活躍轉錄的基因，并且往往出現(xiàn)在[G/C]AGG[C/T] motif上。

通過體外和體內(nèi)分析，研究人員還發(fā)現(xiàn)N6AMT1是負責人類基因組中6mA修飾的甲基轉移酶，而ALKBH1則是6mA修飾的去甲基化酶。

此外，研究團隊還比較了癌癥和配對的正常組織中的6mA修飾水平，發(fā)現(xiàn)腫瘤組織中的基因組6mA和N6AMT1甲基轉移酶水平都下調(diào)。同時，ALKBH1去甲基化酶上調(diào)。

通過一組人類胃癌和肝癌組織的分析，研究人員發(fā)現(xiàn)與正常組織相比，N6AMT1基因拷貝數(shù)減少。這表明，N6AMT1的下調(diào)可能是因為癌細胞中的基因丟失。肝癌中6mA的下調(diào)與腫瘤大小、組織學分級、AFP水平、腫瘤復發(fā)和疾病分期都有關聯(lián)。

研究人員還報道，癌細胞中N6AMT1的沉默促進了腫瘤形成，而ALKBH1的沉默抑制了癌細胞生長和克隆形成等。過表達的作用正相反，ALKBH1的過表達逆轉了這些影響，而N6AMT1的過表達抑制了癌細胞生長。

“這些數(shù)據(jù)表明，基因組DNA 6mA修飾在癌癥等人類疾病中扮演了關鍵角色，”作者在文中寫道。

研究人員還指出，目前人們正在研究DNA 5mC甲基化是否可以作為癌癥的生物標志物，通過液體活檢來評估。DNA 6mA修飾也同樣，有望作為癌癥診斷和治療的生物標志物。