《自然·癌症》：中国科学家发现“癌王”对“合成致死”敏感的标志！

*仅供医学专业人士阅读参考
作为最常见的RNA修饰之一， RNA腺嘌呤碱基在氮6位置的甲基化（简称m6A）自2011年重新进入科研人员视野以来，其研究热度一直不减[1] 。而作为第二个被发现的RNAm6A甲基转移酶[2-3] ， METTL16最近也成为了生命科学的研究热点[4-5] 。
近日，由美国妙佑医疗国际（MayoClinic）肿瘤科的楼振昆、上海同济大学医学院的袁健，以及华中科技大学同济医学院附属协和医院的陶凯雄领衔的研究团队，在《自然·癌症》杂志上发表关于METTL16功能的最新研究成果[6] 。
他们发现， METTL16能够通过其结合的RNA ，以一种不依赖于其甲基转移酶功能的方式，和同源重组修复关键酶MRE11相互作用并抑制其核酸外切酶活性，进而抑制DNA的同源重组修复。在DNA损伤的情况下， METTL16可以被ATM激酶磷酸化，导致其构象变化， RNA结合能力下降，进而导致MER11不再受到METTL16的抑制。
反映到疾病模型中，比如胰腺癌，他们发现过表达METTL16能提高胰腺癌细胞对PARP抑制剂奥拉帕利的敏感性，特别是在与化疗药吉西他滨联合使用的情况下。
奥拉帕利在同源重组缺陷型胰腺癌中已获美国FDA批准[7] 。但是，仅有大约10%的胰腺癌患者带有同源重组缺陷型突变，大部分胰腺癌患者都无缘该疗法。因此， METTL16具有抑制DNA同源重组修复功能的这一发现，对PARP抑制剂在不带有同源重组缺陷型突变的胰腺癌患者中的使用具有重要意义。

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论文首页截图
接下来，就让我们来看看楼振昆、袁健，以及陶凯雄团队是如何展开这项研究的。
受启发于有关RNAm6A修饰在DNA修复功能方面的研究[8-9] ，研究人员决定探索m6A修饰酶（METTL3-METTL14 ， METTL16）在胰腺癌DNA损伤中扮演的角色。
通过对胰腺癌组织微阵列样本中DNA双链断裂（DSB）的水平和METTL3-METTL14 ， METTL16的表达水平进行分析，研究人员发现，高表达METTL16的样本中DSB水平较高。另外， DSB修复报告系统（DR-GFP/EJ5-GFP）的结果显示，在HEK293T细胞中敲低METTL16可以显著增加同源重组（HDR）介导的DNA修复效率。考虑到METTL16对DNA损伤修复功能的影响尚未有报道，研究人员决定对其进行进一步探索。

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胰腺癌组织中METTL16表达水平与DSB水平呈正相关
研究人员首先构建了敲除METTL16和敲除后重新表达METTL16的细胞系，并对辐射诱导产生的DSB水平进行评估。
结果显示，辐射处理细胞8小时后，与野生型细胞相比， METTL16缺陷型（KO）细胞中的γ-H2AX（DSB标志物）染色水平明显降低。同时，辐射处理4小时后， KO的DNA拖尾现象与野生型相比有明显改善。而重新表达METTL16后， γ-H2AX水平和DNA拖尾现象的变化都被逆转了。
这些结果说明， METTL16对DNA修复有抑制作用。

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敲除METTL16可以增强DNA修复，降低DSB水平
蛋白序列分析结果显示， METTL16存在着两个潜在的ATM/ATR（DNA修复相关激酶）磷酸化位点（Ser419和Ser455）。因此，研究人员猜测METTL16可能受ATM/ATR调控。结果确实如此。通过对这两个位点的磷酸化状态进行分析、构建位点突变模型等方法，研究者们发现ATM可以磷酸化METTL16上Ser419位点，而这会降低其对HDR的抑制作用。

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ATM可以通过磷酸化METTL16来弱化其对HR修复的抑制作用
HDR修复DNA双链断裂主要有三大步骤，链末端切除（endresection）、3’-单链入侵同源模板链（strandinvasion）、Holliday结的分解（resolutionofHollidayJunction）。那么， METTL16会影响HDR的哪个步骤呢？