端粒作為染色體末端的保護(hù)性結(jié)構(gòu)，其長度維持對基因組穩(wěn)定性至關(guān)重要。端粒嚴(yán)重縮短會觸發(fā)染色體端對端融合和基因組不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致細(xì)胞衰老。端粒酶是由催化亞基TERT和RNA模板TERC組成的核糖核蛋白復(fù)合體，其正確組裝是發(fā)揮端粒延長功能的核心環(huán)節(jié)。功能性端粒酶的體內(nèi)組裝依賴于多種輔助因子，對這些輔助組分的解析將推進(jìn)我們對調(diào)控端粒酶組裝與調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識。

TERC的加工、亞細(xì)胞定位及其結(jié)構(gòu)完整性被認(rèn)為對端粒酶的組裝和功能至關(guān)重要。已廣泛鑒定出多種影響TERC轉(zhuǎn)錄后調(diào)控過程的因素，如RNA結(jié)合蛋白等。迄今為止，僅在TERC RNA中發(fā)現(xiàn)了少數(shù)幾種修飾，包括N7-甲基鳥苷（m7G）、5-甲基胞嘧啶（m5C）和假尿苷（Ψ）?；贛S2和Cas13的靶向技術(shù)證實(shí)了TERC與N6-甲基腺苷（m6A）去甲基酶ALKBH5之間的相互作用，表明m6A動態(tài)變化可能在TERC調(diào)控中發(fā)揮作用。然而，m6A修飾對TERC的功能意義及作用機(jī)制仍有待闡明。

近日，河南心血管病中心（國家心血管病中心華中分中心）、鄭州大學(xué)華中阜外醫(yī)院唐顥、邢珺月教授與南京大學(xué)鼓樓醫(yī)院顧小萍教授在Aging Cell上發(fā)表題為YTHDC1 Orchestrates Telomerase Assembly via Scaffold-Mediated TERT-TERC Interaction的重要研究。該研究系統(tǒng)闡明了端粒酶RNA（TERC）的m6A甲基化修飾調(diào)控端粒酶活性的機(jī)制，揭示了YTHDC1通過識別TERC的m6A修飾并橋接TERT，以“分子腳手架”機(jī)制促進(jìn)端粒酶組裝，增強(qiáng)端粒酶活性，拮抗細(xì)胞衰老的關(guān)鍵作用。該發(fā)現(xiàn)為理解端粒相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制提供了新視角。

核心發(fā)現(xiàn)

1.系統(tǒng)篩選并鑒定TERC上存在的m6A修飾位點(diǎn)

研究團(tuán)隊(duì)首先通過預(yù)測結(jié)合位點(diǎn)突變的MeRIP-qPCR實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)篩選并驗(yàn)證了TERC上A111和A435為METTL3介導(dǎo)的關(guān)鍵m6A修飾位點(diǎn)。值得注意的是，與肺纖維化相關(guān)的TERC突變（如C108T、110_113del）會顯著降低m6A修飾水平，提示表觀遺傳異常可能是疾病發(fā)生的重要因素。

2. m6A修飾對端粒酶功能的重要調(diào)控作用

進(jìn)一步，研究團(tuán)隊(duì)通過多種手段（沉默METTL3,甲基化位點(diǎn)突變，dCasRx-ALKBH5系統(tǒng)特異性消減TERC的m6A修飾，以及METTL3抑制劑STM2457處理），證實(shí)了TERC m6A修飾的缺失會直接削弱端粒酶活性，并引發(fā)端粒漸進(jìn)性縮短。

3.TERCm6A修飾調(diào)控端粒酶活性的機(jī)制解析

機(jī)制研究表明，m6A修飾“reader”YTHDC1具有雙重作用：其YTH結(jié)構(gòu)域識別TERC的m6A修飾，而C端結(jié)構(gòu)域（aa 345-648）以RNA非依賴方式直接結(jié)合TERT，通過“分子腳手架”作用增強(qiáng)了端粒酶核心組分的結(jié)合。進(jìn)一步，截?cái)鄬?shí)驗(yàn)顯示，缺失TERT結(jié)合域（ΔR/P）的YTHDC1雖保留m6A識別能力，卻無法恢復(fù)端粒酶功能。

4. 細(xì)胞水平的功能驗(yàn)證

在永生化的肺泡上皮細(xì)胞中，沉默YTHDC1后，端粒酶活性降低，端?？s短，細(xì)胞出現(xiàn)增殖受損以及衰老相關(guān)表型：細(xì)胞周期S期阻滯、EdU摻入減少、SA-β-Gal陽性率上升等。進(jìn)一步，回補(bǔ)野生型YTHDC1可逆轉(zhuǎn)這些表型，而ΔR/P突變體則無法挽救，證明YTHDC1的支架功能對維持細(xì)胞增殖與延緩衰老至關(guān)重要。

總而言之，本研究闡明了TERC的m6A甲基化作為端粒酶活性重要調(diào)控因子的調(diào)控機(jī)制：YTHDC1作為關(guān)鍵m6A讀取器，通過分子支架促進(jìn)端粒酶全酶組裝，從而增強(qiáng)端粒酶活性并推動肺泡上皮細(xì)胞（AECs）增殖。這一發(fā)現(xiàn)建立了RNA表觀轉(zhuǎn)錄組修飾與端粒酶活性調(diào)控之間的直接聯(lián)系，為理解細(xì)胞增殖的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制以及端粒相關(guān)疾病提供了新視角。

河南心血管病中心（國家心血管病中心華中分中心）、鄭州大學(xué)華中阜外醫(yī)院程曉雷博士、王世星碩士、于亞男碩士為本文的共同第一作者。鄭州大學(xué)華中阜外醫(yī)院唐顥教授、邢珺月教授、南京大學(xué)鼓樓醫(yī)院顧小萍教授為本文的共同通訊作者。此外，該研究還得到中山大學(xué)劉海英教授、北京大學(xué)王文恭教授的大力支持。

原文鏈接：https://doi.org/10.1111/acel.70332

制版人：十一

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