Cell Rep | m⁶A测序应用：定量单碱基m⁶A图谱揭示细菌中的动态重编程、进化保守性及转录调控

N⁶-甲基腺苷（m⁶A）是真核生物中最丰富的RNA修饰，在调控mRNA代谢、稳定性、翻译效率及转运等方面发挥核心作用。在真核系统中，m⁶A主要由METTL3和METTL14组成的甲基转移酶复合物在DRACH基序上催化形成，并受YTH结构域蛋白识别及去甲基化酶的动态调控。

尽管m⁶A在真核生物中研究深入，但其在细菌中的分布、功能及调控机制长期以来尚不明确。此前研究已在细菌中鉴定出部分甲基转移酶，如RlmF、RlmJ、KsgA及YfiC，但这些酶与细菌mRNA m⁶A修饰的直接关联仍缺乏确凿证据。

由于细菌缺乏poly(A)尾且rRNA含量极高，传统检测方法如MeRIP-seq存在分辨率低、定量困难及抗体非特异性结合等局限。此外，现有研究在细菌mRNA m⁶A的分布特征及是否具有生物学功能方面存在争议，亟需高分辨率、高可靠性的全转录组图谱来揭示其在细菌生理过程中的调控角色。

2026年8月12日，香港城市大学邓新团队在Cell Reports期刊上发表了题为“Quantitative single-base m⁶A profiling reveals dynamic reprogramming, evolutionary conservation and transcriptional regulation in bacteria”的研究论文。本研究利用GLORI测序技术绘制了七种细菌的高分辨率m⁶A图谱，揭示了m⁶A在细菌中并非随机分布，而是呈现出动态调控特征。

文章索引

【标题】Quantitative single-base m⁶A profiling reveals dynamic reprogramming, evolutionary conservation and transcriptional regulation in bacteria

【发表期刊】Cell Reports

【发表日期】2026年8月12日

【作者及团队】香港城市大学邓新团队

【IF】6.9

研究结果

一、细菌mRNA m⁶A图谱的构建与分布特征

研究利用GLORI-seq在七种细菌中实现了单碱基分辨率的m⁶A检测，发现m⁶A位点主要富集在编码区（CDS）。

与真核生物不同，细菌m⁶A缺乏单一的保守基序，且在不同物种间表现出序列多样性。

二、生长阶段与环境对m⁶A修饰的动态重编程

通过对比不同生长阶段及培养条件，发现m⁶A修饰在细菌中具有显著的动态变化，特别是在病原菌中，m⁶A修饰与毒力相关基因的表达调控密切相关。

这种重编程现象表明m⁶A是细菌响应环境压力和生理状态变化的重要调节手段。

三、m⁶A修饰的簇状分布及其功能意义

研究发现细菌m⁶A位点倾向于在50个核苷酸范围内形成簇状分布，且簇内位点的修饰水平显著高于非簇状位点。

这种空间聚集特征暗示了m⁶A在特定转录本区域可能存在协同调控机制。

四、m⁶A调控的进化保守性

通过跨物种分析，鉴定出455对在直系同源基因中保守的m⁶A位点，这些位点多富集在DNA代谢和跨膜转运等核心功能基因中。

保守位点通常具有更高的修饰水平，提示其在细菌进化过程中承担了关键的生理调控功能。

五、m⁶A对mRNA丰度与稳定性的双重影响

整合转录组与RNA寿命数据发现，m⁶A修饰与mRNA丰度降低及RNA稳定性增加相关，同时伴随翻译效率的下降。

这表明m⁶A通过多维度的转录后调控，参与了细菌基因表达的精细调节。

六、RlmF与RlmJ共同介导细菌mRNA的m⁶A修饰

通过基因敲除实验与SELECT验证，证实了经典的rRNA甲基转移酶RlmF和RlmJ能够催化mRNA上的m⁶A修饰。

两者在mRNA上存在协同与冗余的调控关系，且这些修饰位点多位于RNA二级结构的发夹或凸环区域中。

总结

本研究通过高精度的单碱基测序技术，系统揭示了细菌mRNA m⁶A修饰的分布规律、动态调控机制及其对基因表达的影响。研究不仅明确了RlmF和RlmJ在mRNA甲基化中的新功能，还为探索细菌如何通过表观转录组修饰适应环境及调控毒力提供了重要视角。