METTL3,全称为Methyltransferase-like 3,是RNA N6-甲基腺苷(m6A)甲基转移酶复合物中的关键催化亚基。m6A修饰是真核细胞RNA上最为丰富的表观遗传修饰之一,广泛参与调控RNA的稳定性、定位、剪接和翻译,进而影响基因表达和生物学过程。METTL3与另一个蛋白质METTL14形成异源二聚体,共同催化m6A的生成。m6A修饰在许多生物学过程中发挥作用,包括细胞分化、发育、代谢和疾病发生。
METTL3在多种疾病中发挥重要作用,包括癌症、炎症疾病、自身免疫性疾病和病毒感染等。在癌症方面,METTL3既可以作为致癌基因,也可以作为抑癌基因发挥作用。例如,在结直肠癌中,METTL3通过m6A-IGF2BP2依赖机制维持SOX2表达,促进肿瘤进展[1]。而在急性髓细胞白血病中,METTL3与染色质结合,在转录起始位点诱导m6A修饰,增强相关mRNA的翻译,从而维持白血病状态[4]。在炎症疾病方面,METTL3可以调节巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞、Th17细胞和NK细胞等功能,影响炎症反应的进程[5]。在自身免疫性疾病方面,METTL3基因多态性与自身免疫性甲状腺疾病的易感性相关[3]。在病毒感染方面,METTL3可以调节病毒m6A RNA修饰和宿主细胞先天免疫反应,影响病毒感染和疾病发生[7]。
除了在疾病发生中发挥作用外,METTL3还参与调节染色质结构。例如,METTL3可以与组蛋白H3K9三甲基转移酶SETDB1和其辅因子TRIM28相互作用,影响异染色质的完整性[2]。此外,METTL3还可以被SUMO化修饰,从而调节其m6A甲基转移酶活性[6]。
综上所述,METTL3是一种重要的m6A甲基转移酶,参与调控RNA的稳定性和功能,影响基因表达和生物学过程。METTL3在多种疾病中发挥重要作用,包括癌症、炎症疾病、自身免疫性疾病和病毒感染等。此外,METTL3还具有独立的染色质调控功能,影响基因表达和干细胞的多能性维持。METTL3的研究有助于深入理解RNA表观遗传修饰的生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Li, Ting, Hu, Pei-Shan, Zuo, Zhixiang, Ju, Huai-Qiang, Xu, Rui-Hua. 2019. METTL3 facilitates tumor progression via an m6A-IGF2BP2-dependent mechanism in colorectal carcinoma. In Molecular cancer, 18, 112. doi:10.1186/s12943-019-1038-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31230592/
2. Xu, Wenqi, Li, Jiahui, He, Chenxi, Shi, Yang, Shen, Hongjie. 2021. METTL3 regulates heterochromatin in mouse embryonic stem cells. In Nature, 591, 317-321. doi:10.1038/s41586-021-03210-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33505026/
3. Song, Rong-Hua, Liu, Xue-Rong, Gao, Chao-Qun, Du, Peng, Zhang, Jin-An. 2020. METTL3 gene polymorphisms contribute to susceptibility to autoimmune thyroid disease. In Endocrine, 72, 495-504. doi:10.1007/s12020-020-02503-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33025559/
4. Barbieri, Isaia, Tzelepis, Konstantinos, Pandolfini, Luca, Vassiliou, George S, Kouzarides, Tony. 2017. Promoter-bound METTL3 maintains myeloid leukaemia by m6A-dependent translation control. In Nature, 552, 126-131. doi:10.1038/nature24678. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29186125/
5. Song, Bimei, Zeng, Yue, Cao, Yanqing, Zhao, Xida, Liu, Jingbo. 2023. Emerging role of METTL3 in inflammatory diseases: mechanisms and therapeutic applications. In Frontiers in immunology, 14, 1221609. doi:10.3389/fimmu.2023.1221609. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37671161/
6. Du, Yuzhang, Hou, Guofang, Zhang, Hailong, Zhao, Xian, Yu, Jianxiu. . SUMOylation of the m6A-RNA methyltransferase METTL3 modulates its function. In Nucleic acids research, 46, 5195-5208. doi:10.1093/nar/gky156. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29506078/
7. Li, Na, Hui, Hui, Bray, Bill, Carlin, Aaron F, Rana, Tariq M. 2021. METTL3 regulates viral m6A RNA modification and host cell innate immune responses during SARS-CoV-2 infection. In Cell reports, 35, 109091. doi:10.1016/j.celrep.2021.109091. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33961823/