來源：iNature（ID:Plant_ihuman）
N6-甲基腺苷（m6A）修飾是研究最廣泛的錶觀遺傳修飾，因為它在調節一系列生物過程中起著至關重要的作用。Bsu06560，以前注釋為源自枯草芽孢杆菌168的腺嘌呤脫氨酶，被認為是第一種能够代謝錶觀遺傳核苷N6-甲基腺苷的酶。
2021年11月24日，武漢大學周翔，宋恒及鄧鶴翔共同通訊在Nucleic Acids Research線上發表題為“Enzymatic deamination of the epigenetic nucleoside N6-methyladenosine regulates gene expression”的研究論文，該研究構建了Bsu06560模型，並通過突變篩選推定鑒定了幾個關鍵殘基。兩個突變體F91L和Q150W提供了顯著增强的腺苷和N6-甲基腺苷的轉化率。CRISPR-Cas9系統從枯草芽孢杆菌168基因組中產生了Bsu06560基因敲除、F91L和Q150W突變。轉錄分析顯示BS-F91L和BS-Q150W菌株具有更高的全域基因表達水准，具有增强的N6-甲基腺苷脫氨酶活性。差异表達的基因使用GO、COG、KEGG進行分類，並通過RT-qPCR進行驗證。
本研究評估了Bsu06560在調節腺苷和N6-甲基腺苷代謝中的關鍵作用，這會影響無數的生物過程。這是第一個系統性研究，以識別和功能注釋一種能够代謝N6-甲基腺苷的酶，並強調其在調節細菌代謝中的重要作用。此外，該研究提供了一種通過關鍵殘基突變來控制基因表達的新方法。
細胞核酸的修飾是錶觀遺傳基因調控的主要機制，在調控各種重要的生物過程中起著至關重要的作用。在無數的核酸修飾中，腺嘌呤中嘌呤環第六比特的甲基化，即RNA中的N6-甲基腺苷（m6A）和DNA中的N6-甲基-2'-脫氧腺苷（6mA），已被鑒定為最多的修飾。m6A是多種RNA類型中最豐富和最普遍的RNA修飾，包括真核生物、原核生物和某些病毒中的mRNA、rRNA和長鏈非編碼RNA。然而，缺乏對體內m6A和6mA修飾進行特定單點檢測或監測的方法，限制了對細菌中m6A和6mA甲基化的生物學功能和起源的分析。
同位素標記與超靈敏質譜聯用最近表明，在多種哺乳動物細胞中，大部分基因組6mA主要來自通過嘌呤補救途徑的游離N6-甲基腺苷。在該途徑中，N6-甲基腺苷被DNA聚合酶錯誤摻入，表明嘌呤代謝可以調節基因組6mA的水准。嘌呤核苷酸的補救途徑在動物和微生物中是必不可少的並且高度保守，並且比從頭合成途徑更節能。N6-mAMP脫氨酶（MAPDA）是一種來自擬南芥的新ADAL，最近被鑒定為N6-mAMP上的一種特异性脫氨酶，用於非經典核苷酸代謝。此外，通過MAPDA催化N6-mAMP的脫氨基可以保護RNA免受m6A錯誤摻入。酶Bh0637和Bsu06560促進N6-甲基腺嘌呤的再迴圈以形成次黃嘌呤，次黃嘌呤用於嘌呤補救途徑，現時注釋為N6-甲基腺嘌呤脫氨酶（6-MAD）。除了N6-甲基腺嘌呤，6-MAD還接受6-氯嘌呤、6-甲氧基嘌呤和6-甲基巰基嘌呤作為底物。
腺苷是細胞外和細胞內系統中嘌呤代謝的關鍵代謝和免疫檢查點調節劑。細胞外核苷和腺苷在幾個系統中發揮作用，包括中樞神經系統的神經傳遞、血流調節、血小板活化、免疫調節、血管重塑以及細胞生長和增殖。然而，考慮到很少有研究評估與細胞內腺苷代謝和腺苷系統區室化相關的新途徑，從而限制了更有效的基於腺苷的療法的開發。此外，錶觀遺傳核苷N6-甲基腺苷在嘌呤代謝中的作用經常被忽視。囙此，未來的研究應該闡明嘌呤能酶，尤其是錶觀遺傳核苷相關酶，在協同腺苷代謝和訊號控制中的作用。
關於N6-甲基腺苷代謝途徑與m6A修飾之間的生物學關聯的證據不足。儘管某些酶參與了N6-mAMP或N6-甲基腺嘌呤的脫氨作用，但沒有特定的N6-甲基腺苷脫氨酶參與錶觀遺傳核苷N6-甲基腺苷或N6-甲基-2'-脫氧腺苷的脫氨作用。儘管很少有腺苷脫氨酶（ADA）參與去除嘌呤核苷第六比特的各種取代基，但這些反應的潜在機制和生物學效應仍然難以捉摸。
Bsu06560能够代謝N6甲基腺苷和N6-甲基腺嘌呤（圖源自Nucleic Acids Research）
該研究構建了Bsu06560模型，並通過突變篩選推定鑒定了幾個關鍵殘基。兩個突變體F91L和Q150W提供了顯著增强的腺苷和N6-甲基腺苷的轉化率。CRISPR-Cas9系統從枯草芽孢杆菌168基因組中產生了Bsu06560基因敲除、F91L和Q150W突變。轉錄分析顯示BS-F91L和BS-Q150W菌株具有更高的全域基因表達水准，具有增强的N6-甲基腺苷脫氨酶活性。差异表達的基因使用GO、COG、KEGG進行分類，並通過RT-qPCR進行驗證。
本研究評估了Bsu06560在調節腺苷和N6-甲基腺苷代謝中的關鍵作用，這會影響無數的生物過程。這是第一個系統性研究，以識別和功能注釋一種能够代謝N6-甲基腺苷的酶，並強調其在調節細菌代謝中的重要作用。此外，該研究提供了一種通過關鍵殘基突變來控制基因表達的新方法。
參考消息：
https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkab1124/6438039
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