Plant Cell丨申莉莎团队揭示m⁶A修饰调控植物翻译的分子机制

N⁶-甲基腺苷（m⁶A）是信使RNA（mRNA）中最普遍的内部修饰，深刻影响mRNA代谢的多个方面，包括转录、剪接、选择性聚腺苷酸化、核输出、翻译和衰变。m⁶A在真核生物中进化保守，在植物的胚胎发生、器官发育和胁迫响应等多种生物过程中发挥关键作用。

在模式植物拟南芥中，m⁶A甲基化主要由MTA和MTB等核心甲基转移酶及FIP37、VIR、HAKAI等辅助蛋白组成的m⁶A写入复合体介导。这些独立组分在蛋白质层面相互影响，形成一个对复合体功能至关重要的翻译后调控网络。

m⁶A是一种动态修饰，随植物发育阶段和环境刺激而变化，其动态变化在拟南芥发育谱系中具有生物标志物作用。m⁶A与植物激素在调控植物发育和胁迫响应中存在互惠关系，但其如何整合内源信号特别是对茉莉酸（JA）生物合成的调控机制仍不完全清楚。

2026年9月18日，新加坡国立大学申莉莎团队在The Plant Cell上发表了题为“RNA m⁶A methylation fine-tunes the jasmonic acid biosynthesis pathway to modulate plant aging”的研究论文。本研究鉴定了拟南芥m⁶A写入复合体核心组分HIZ2，揭示m⁶A修饰通过调控茉莉酸稳态决定叶片衰老时机的机制，为植物衰老的表观转录组调控研究提供了新视角。

文章索引

【标题】RNA m⁶A methylation fine-tunes the jasmonic acid biosynthesis pathway to modulate plant aging

【发表期刊】The Plant Cell

【发表日期】2026年9月18日

【作者及团队】新加坡国立大学申莉莎团队

【IF】11.6

研究结果

一、HIZ2是m⁶A写入复合体的关键组分

利用免疫共沉淀联合质谱（CoIP-MS）和体内免疫共沉淀发现HIZ2与MTA、MTB、FIP37和HAKAI等m⁶A写入蛋白互作，体外pull-down和酵母双杂交进一步显示其可直接结合MTA和VIR。

hiz2突变体表现叶片起始延迟、叶缘异常和整体mRNA m⁶A水平显著下降，GUS染色和免疫定位显示HIZ2在活跃增殖组织表达并定位于核质。

二、HIZ2维持其他m⁶A写入蛋白的蛋白质丰度

在hiz2-3背景下，MTA、MTB、FIP37、VIR和HAKAI的mRNA水平变化不明显，但绿色荧光蛋白（GFP）融合蛋白的荧光信号和免疫印迹均显示这些写入蛋白丰度显著降低。

使用蛋白酶体抑制剂MG132处理能够使这些蛋白在hiz2-3中重新积累，说明HIZ2通过抑制蛋白酶体依赖性降解维持其他m⁶A写入复合体组分的蛋白稳态。

三、HIZ2对全转录组m⁶A RNA甲基化必不可少

纳米孔直接RNA测序（nanopore DRS）在野生型中鉴定到55,934个高可信m⁶A位点，分布于13,461个基因，而在hiz2-3和AmiR-mta中仅分别检测到3,296和1,886个位点。

差分甲基化分析显示hiz2-3与AmiR-mta共享绝大多数低甲基化位点，这些位点主要位于3' UTR并富集RRACW基序，HIZ2缺失还影响选择性多聚腺苷酸化、转录稳定性和内含子剪接等多层次RNA代谢。

四、HIZ2依赖的m⁶A甲基化抑制JA生物合成途径

转录组和GO富集分析显示hiz2-3和AmiR-mta中JA响应相关基因上调，其中8个编码JA生物合成连续步骤酶的基因同时呈现m⁶A低甲基化和表达升高。

m⁶A免疫沉淀定量PCR（m⁶A-IP-qPCR）和转录抑制剂cordycepin实验证实这些转录本m⁶A修饰减少且RNA稳定性增强，同时幼苗中JA和茉莉酸-异亮氨酸（JA-Ile）水平显著升高。

五、HIZ2依赖的JA水平调控年龄依赖性叶片衰老

hiz2-3和AmiR-mta突变体表现早衰、叶绿素含量下降和衰老相关基因上调，而JA合成抑制剂DIECA能够恢复早衰表型，外源JA处理则加速衰老，AOC2过表达也引起早衰。

伴随植物衰老，HIZ2等m⁶A写入基因表达下降，JA合成转录本上m⁶A修饰减少、转录本积累且JA和JA-Ile水平升高，表明年龄信号通过减弱m⁶A修饰促进JA积累并推动衰老进程。

六、ECT2/3/4介导的mRNA降解靶向JA生物合成途径以延缓叶片衰老

ECT2/3/4三联突变体表现出与HIZ2和MTA突变体相似的早期叶片衰老和JA-Ile水平升高。

ECT3的m⁶A结合能力对其抑制JA生物合成途径和阻止过早衰老至关重要，它直接结合m⁶A修饰的JA生物合成信使RNA并促进其降解，可能通过招募核糖核酸酶XRN4实现。

总结

本研究表明HIZ2通过维持m⁶A写入复合体蛋白稳态，对多个JA生物合成基因的mRNA进行m⁶A标记，并借助ECT2/3/4促进其降解，从而维持JA稳态和叶片衰老时机。衰老过程中m⁶A写入活性降低使上述转录本积累并提高JA水平，推动衰老进程。该发现将m⁶A动态、JA代谢和叶片衰老联系起来，揭示了表观转录组在植物发育计时中的重要功能。