Cell Rep丨m⁶A测序应用：邓新团队绘制跨细菌物种单碱基m⁶A高精度全景图谱

N⁶-甲基腺苷（m⁶A）是真核生物中最普遍的RNA修饰，由甲基转移酶复合物催化，富集于终止密码子附近及3' UTR。其修饰状态由去甲基化酶和结合蛋白精细调控，在mRNA稳定性、剪接、核输出和翻译效率等代谢过程中起核心作用。

相比之下，原核生物细菌中的RNA修饰研究起步较晚，其mRNA上是否存在广泛的m⁶A修饰及其具体功能长期以来一直缺乏明确的定论。早期应用于细菌的富集测序技术受限于抗体非特异性结合与较低分辨率，无法精准确定修饰的具体单碱基位点并定量其修饰化学计量比。

近年来基于化学脱氨的新型单碱基定量测序技术如乙二醛和亚硝酸盐介导的未甲基化腺苷脱氨测序（GLORI-seq）为高精度绘制修饰图谱提供了强大工具。深入探索细菌mRNA中m⁶A修饰的全转录组图谱与动态规律，对于阐明原核生物基因表达的表观转录调控与进化机制具有重要科学意义。

2026年8月12日，香港城市大学邓新团队在Cell Reports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方法在七种细菌中构建了单碱基分辨率转录组m⁶A图谱，发现细菌m⁶A主要分布于编码序列（CDS）区域并呈现局部簇状富集，且不同生长阶段和培养基条件下存在动态重编程。

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、革兰氏阴性菌保留23S核糖体RNA上的保守m⁶A位点

研究通过23S核糖体RNA序列比对、总RNA的GLORI-seq检测以及甲基转移酶同源性分析，考察了大肠杆菌A1618和A2030位点在7种细菌中的保守性。

两个位点在4种革兰氏阴性菌中保持腺苷并具有0.86至0.99的高甲基化水平，而在3种革兰氏阳性菌中均发生腺苷到鸟苷转换，后者同时缺少RlmF和RlmJ同源蛋白，提示其rRNA m⁶A修饰机制具有谱系特异性。

二、GLORI建立了7种细菌的单碱基m⁶A图谱

研究采用rRNA去除、GLORI-seq建库和双生物学重复测序，在7种细菌中共鉴定出2845个生长对数期m⁶A位点，各物种位点数为97至874个。

除大肠杆菌外，m⁶A主要分布于编码序列（CDS）内，且修饰基因通常更长，序列背景较为多样，最常见的CRAUC基序仅占全部位点的7.1%。

三、细菌m⁶A甲基组随生长阶段发生动态重编程

研究利用GLORI-seq比较了大肠杆菌、铜绿假单胞菌和丁香假单胞菌在对数期与稳定期的m⁶A图谱。

稳定期m⁶A位点数在3种细菌中均增加6.2％至128.0％，其中丁香假单胞菌的总体甲基化水平显著升高，15.5％至65.7％的共有位点表现出阶段依赖性变化，且不同物种分别呈现稳定期高甲基化或对数期高甲基化特征。

四、丁香假单胞菌毒力相关转录本呈现培养条件依赖性修饰

研究比较了丁香假单胞菌在富营养KB培养基和诱导毒力的最小培养基（MM）中的m⁶A图谱，并结合基因本体（GO）富集分析考察功能关联。

MM中检测到的m⁶A位点更多，但总体修饰水平相近，与毒力相关的Ⅲ型分泌系统、Ⅳ型分泌系统、藻酸盐和鞭毛通路转录本在KB培养基中具有更高m⁶A水平，而代谢相关转录本在MM中修饰较高，提示m⁶A可能参与毒力表达的环境响应。

五、细菌m⁶A位点在局部区域形成高修饰簇

研究将m⁶A位点与随机抽取的2万个腺苷对照区域进行距离比较，发现7种细菌中相邻m⁶A位点均显著聚集，且约50个核苷酸范围内的近邻位点明显富集。

进一步通过50个碱基滑动窗口鉴定出223个m⁶A簇，共包含759个位点，占全部m⁶A位点的26.61％，簇内位点的修饰水平显著高于非簇集位点。

六、部分m⁶A位点在不同细菌物种间进化保守

研究利用OrthoFinder鉴定直系同源基因，并通过局部序列比对定位同源腺苷位点，共发现162个在两个或多个物种中发生甲基化的同源基因组，以及455对保守m⁶A位点。

保守位点的平均修饰水平显著高于物种特异性位点，并主要富集于DNA代谢、ATP酶活性和跨膜转运等核心功能基因，说明细菌m⁶A调控同时具有保守性和谱系特异性。

七、m⁶A与较低mRNA丰度和较高RNA稳定性相关

研究整合RNA测序、公开的大肠杆菌RNA寿命数据以及丁香假单胞菌Ribo-seq核糖体印迹分析数据，分析m⁶A与转录本命运之间的关系。

m⁶A修饰程度较高的转录本通常具有较低的稳态丰度，但修饰转录本的RNA寿命更长，且在KB培养基中其翻译效率中位数比未修饰转录本低12.65％，表明m⁶A可能协调mRNA丰度、稳定性和翻译。

八、RlmF和RlmJ共同参与部分mRNA m⁶A写入

研究通过野生型、ΔrlmF和ΔrlmJ大肠杆菌的GLORI比较，鉴定出27个RlmF依赖位点、45个RlmJ依赖位点以及262个RlmF和RlmJ共同依赖位点。

进一步采用单碱基延伸与连接定量PCR检测法（SELECT）验证代表性位点，结果支持两种原本被认为主要修饰rRNA的甲基转移酶也能靶向mRNA，并在部分位点上表现出协同或功能冗余。