Nat Chem Biol | 刘建钊/冯新华/周芳芳/张龙团队合作揭示细胞周期驱动METTL14非典型泛素化调控RNA甲基化新机制|rna|介导|冯新华|周芳芳|张龙(歌手)|泛素化调控|活性|细胞

RNA m6A（N6-甲基腺嘌呤核苷）是信使RNA内部最丰富的碱基化学修饰，参与调控RNA转录、剪接、出核、翻译和降解等几乎全部RNA代谢过程。mRNA m6A修饰在分子量近1,000 kDa的甲基转移酶复合物作用下形成，其中METTL3-METTL14二聚体发挥核心催化作用，但是其酶活性如何在细胞周期过程中被时序性调控尚未得到阐述。

2026年10月6日，浙江大学刘建钊课题组联合浙江大学冯新华课题组、苏州大学周芳芳课题组以及浙江大学张龙课题组，在Nature Chemical Biology上发表了题为“Cell-cycle-driven noncanonical ubiquitination of METTL14 orchestrates RNA methylation”的研究论文。该研究揭示了一种由细胞周期驱动的非经典泛素化介导的RNA甲基化调控机制：E3泛素连接酶RLIM以细胞周期依赖的方式在m6A甲基转移酶核心组分METTL14的甲基转移酶结构域（MTD）上沉积非典型K27连接的泛素链（K27-Ub），该泛素化以不依赖于蛋白质稳定性的方式调控METTL3-METTL14复合物组装及其与RNA底物结合来调节酶活性。研究发现，RLIM表达水平、METTL14上的K27-Ub强度、细胞内METTL3-METTL14二聚体催化活性以及转录组m6A水平在细胞周期中呈现协调的周期性振荡。进一步研究表明，这一周期性调控由CDK1/cyclin B1介导的RLIM磷酸化介导，进而促进RLIM自身泛素化和蛋白酶体降解。通过RLIM敲除的人细胞、髓系特异性Rlim敲除小鼠以及急性单核细胞白血病（AML-M5）患者样本等多模型的功能研究，该研究证明了这一先前未知的CDK1/cyclin B1-RLIM-METTL14-m6A调控轴的病理生理学重要性。

研究团队首次鉴定了mRNA m6A甲基转移酶核心组分METTL14上的非典型泛素化修饰（以K27为主要连接类型），并鉴定出位于其甲基转移酶结构域（MTD）的K148、K185、K278三个关键泛素化位点。结合IP-MS及体内外实验筛选，研究鉴定出RING型E3连接酶RLIM（RNF12）特异性调控该泛素化过程。机制上，RLIM介导的K27-Ub不影响METTL14蛋白质稳定性，而是通过破坏METTL3-METTL14二聚体组装并降低其对RNA底物的结合亲和力，从而抑制甲基转移酶活性。进一步研究发现，RLIM在细胞周期中呈周期性振荡，在G1/S期积累、G2期达到峰值、M期下降；与此同时METTL14 K27-Ub随之同步振荡，而METTL3-METTL14二聚体催化活性及转录组m6A水平呈相反变化。有丝分裂期，CDK1/cyclin B1磷酸化RLIM的T55、S215、S230、T349位点，促进其自泛素化和蛋白酶体降解。

在生理和病理层面，HEK293T细胞中，RLIM缺失导致细胞分裂相关转录本m6A修饰上调和转录本水平下调，从而使细胞发生G2/M阻滞；髓系特异性Rlim敲除小鼠骨髓细胞m6A修饰上调，并导致单核细胞分化显著受损；AML-M5患者外周血单核细胞中RLIM蛋白显著升高，尽管METTL3/METTL14上调，m6A修饰仍然显著下调，并导致c-JUN、RUNX1、YBX1等白血病相关基因低m6A高表达。这些结果揭示了RLIM丰度与m6A水平在生理和病理条件下的保守负相关，并提示了其在白血病发生发展中的潜在调控作用。

综上所述，该研究阐明METTL14非经典泛素化偶联细胞周期与表观转录组m6A调控的机制，拓展了K27-Ub直接调控酶活的功能，并提示CDK1/cyclin B1-RLIM-METTL14-m6A轴是细胞周期相关疾病和急性单核细胞白血病的潜在治疗靶点。