Cell Rep | Ribo-seq应用：蒋宗良/宗诚航/何川揭示揭示合子基因组激活中RPL12位点特异性m⁶A的调节机制

在哺乳动物早期胚胎发育过程中，受精后的胚胎会经历剧烈的母本到合子转变（MZT）。在这一关键时期，母源存留的RNA与蛋白质被大规模降解，同时合子基因组被逐步激活。

由于该阶段转录活性极其有限，转录后调控在维持胚胎发育潜能和细胞命运决定中发挥着不可替代的作用。N⁶-甲基腺苷（m⁶A）作为真核生物mRNA中最丰富的内部化学修饰，能够通过调控RNA的稳定性、剪接、核输出以及翻译来动态调节基因表达。

尽管目前已在小鼠和人类胚胎中对m⁶A表观转录组进行了初步探索，但受限于微量样本与检测技术，早期胚胎中单核苷酸分辨率的m⁶A动态图谱仍长期缺失。此外，特定核苷酸位点的m⁶A修饰如何精确调控核糖体蛋白及翻译机器在合子基因组激活（ZGA）过程中的作用尚不清楚。

2026年7月28日，佛罗里达大学蒋宗良、贝勒医学院宗诚航与芝加哥大学何川团队合作在Cell Reports上发表了题为“Single-nucleotide RNA m⁶Amapping in bovine preimplantation development reveals site-specific regulation of RPL12 at zygotic genome activation”的研究论文。该研究利用SAC-seq 技术绘制了首个牛早期胚胎发育的单碱基分辨率 m⁶A全景图谱，并锁定了一个关键核糖体蛋白 RPL12 上的特定 m⁶A位点，揭示了其在维持全局翻译水平及驱动 ZGA 中的核心作用。

文章索引

【标题】Single-nucleotide RNA m⁶A mapping in bovine preimplantation development reveals site-specific regulation of RPL12 at zygotic genome activation

【发表期刊】Cell Reports

【发表日期】2026年7月28日

【作者及团队】佛罗里达大学蒋宗良、贝勒医学院宗诚航和芝加哥大学何川团队

【IF】6.9

研究结果

一、利用SAC-seq技术绘制牛早期胚胎的m⁶A修饰图谱

研究采用抗体非依赖的SAC-seq技术，在单核苷酸分辨率上分析了牛卵母细胞和植入前胚胎的m⁶A图谱。

结果显示，m⁶A修饰在发育过程中呈动态变化，在卵母细胞中水平较高，受精后急剧下降，随后在4细胞和囊胚期出现两次重建，且鉴定到大量存在于非经典DRACH基序中的m⁶A位点。

二、m⁶A修饰在差异表达基因中呈现动态调控模式

通过整合分析转录组和m⁶A表观转录组，发现m⁶A修饰在差异表达基因（DEGs）中显著富集。

不同基因表达模式的聚类分析揭示，m⁶A修饰的丰度和密度在不同发育阶段和功能基因簇中表现出异质性，表明m⁶A对特定发育程序的基因进行选择性标记和调控。

三、m⁶A修饰对非编码RNA和核糖体蛋白基因存在特异性调控

结合转录组、m⁶A表观转录组和Ribo-seq核糖体印迹分析数据，研究发现细胞质与线粒体核糖体蛋白基因具有截然不同的m⁶A动态规律。

细胞质核糖体蛋白基因在ZGA后m⁶A修饰明显增加，且不同亚群在DRACH基序偏好性上存在差异，暗示其受不同的m⁶A结合蛋白调控。

四、RPL12基因上特定位点的m⁶A修饰是合子基因组激活和囊胚形成所必需的

研究人员锁定RPL12基因CDS区一个动态变化的m⁶A位点（A148），利用碱基编辑技术（A148G突变）或dCas13-ALKBH5靶向去甲基化技术去除该位点的m⁶A修饰。

两种方法均导致胚胎在8细胞后发育停滞，囊胚形成率显著降低，且外源补充无m⁶A修饰的RPL12 mRNA无法挽救该表型，证明该位点的m⁶A修饰本身至关重要。

五、RPL12上m⁶A修饰的缺失会损害早期胚胎的蛋白质合成

通过Click-iT HPG荧光标记检测8细胞期胚胎的蛋白质合成水平，研究人员观察到RPL12第148位m⁶A位点突变或靶向去甲基化后，胚胎的整体新生蛋白质合成量急剧下降。

这一现象与环己米特处理的阳性对照效果相当，证实该特定m⁶A修饰是维持胚胎翻译活性的关键。

六、m⁶A-RPL12调控核糖体相关转录本的转录后稳定性和翻译

对编辑后的胚胎进行RNA-seq分析发现，RPL12上m⁶A的缺失导致了全局转录谱的改变，特别是在4细胞和8细胞阶段，大量其他核糖体蛋白基因和翻译相关因子的表达被显著下调。

这表明m⁶A-RPL12的功能障碍会进一步破坏整个翻译机器的正常表达和组装，从而阻碍胚胎发育。

总结

本研究利用高分辨率测序技术，为牛胚胎发生过程中的m⁶A研究提供了宝贵的资源，并揭示了m⁶A修饰的动态调控规律。通过对RPL12基因的功能验证，文章阐明了一个全新的调控机制：单个位点特异性的m⁶A修饰能够通过影响核糖体蛋白功能，进而调控全局翻译效率和胚胎发育进程，深化了我们对RNA修饰在哺乳动物早期生命活动中作用的理解。