主編 |王毅
6-甲基腺苷（N6-甲基腺苷，M6A）是真核生物mRNA上最豐富的內部修飾，它影響各種RNA代謝過程，如mRNA穩定性、前體RNA剪接、多聚腺苷酸化、mRNA運輸和翻譯起始（Zaccara，S.）。 et al. 2019)。近年來，大量研究證實，M6A修飾在植物生長發育、生物和非生物脅迫響應以及作物性狀改良中起著重要作用（Shao， Y.）。 et al. 2021; shen, l. et al. 2023)。特別是當植物受到外部脅迫時，M6A修飾的動態可逆變化可以快速調控基因表達，從而賦予植物較強的環境適應性（胡，J.）。 et al. 2022)。然而，植物利用這種化學修飾在脅迫條件下快速調整其生長的機制尚不清楚。
植物脅迫激素ABA在乾旱和鹽鹼等各種脅迫下對植物的生存起著至關重要的作用。 結果表明，非生物脅迫可以迅速誘導ABA在植物體內的積累，當ABA受體Pyr Pyl蛋白感知到ABA分子時，會與共受體PP2C蛋白競爭性結合，從而解除PP2C蛋白對ABA訊號通路中關鍵正調節因子SNRK2S激酶的抑制作用。 SNRK2S的釋放可以啟用ABA訊號通路的一系列響應因子，進而幫助植物抵抗脅迫（Chen， K.）。 et al. 2020)。因此，進一步揭示ABA訊號感測和轉導過程中精細調控的分子機制和遺傳網路，對植物抗逆性有針對性的提高具有重要意義。
近日，新加坡國立大學淡馬錫生命科學研究所于浩院士團隊沈麗莎研究小組合作nature plants發表了一篇題為：n-methyladenosine-mediated feedback regulation of abscisic acid perception viaphase-separated ect8 condensatesinarabidopsis揭示了M6A修飾及其識別蛋白ECT8反饋調控ABA訊號感知的新機制。
本研究發現，M6A修飾的識別蛋白ECT8可以作為細胞內ABA濃度的分子受體，直接調控擬南芥的ABA訊號通路和擬南芥對乾旱脅迫的響應。 ECT8突變體在正常生長條件下無明顯表型，但在ABA處理下表現出ABA超敏表型。 在ABA的誘導下，ECT8的表達迅速增加，其蛋白水平也顯著公升高，而在細胞質中擴散的ECT8蛋白在細胞內形成動態顆粒結構。 分析表明，ECT8蛋白在ABA誘導或溶液環境的誘導下，在體內和體外均能表現出液-液相分離，形成動態液滴狀結構。 ECT8 的相分離取決於其 N 端 IDR2（固有無序區 2）結構域，該結構域受 M6A 修飾的 mRNA 及其 C 端 YTH 結構域（M6A 結合結構域）的調節。 相分離形成的ECT8凝聚物是ABA訊號轉導過程所必需的，相應的相分離缺陷轉基因材料無法恢復ECT8突變體的ABA超敏表型。
進一步的研究表明，ECT8蛋白可以與脅迫顆粒的核心調節蛋白RBP47B結合，證實了ECT8縮合物是脅迫顆粒的組分，在ABA處理或脅迫脅迫下，攜帶M6A修飾的mRNA聚集在脅迫顆粒中。 採用第三代測序技術——奈米孔測序分析ABA處理條件下脅迫顆粒的mRNA組成，闡明了ECT8對脅迫顆粒中M6A修飾mRNA的動態調控作用。 進一步分析脅迫顆粒mRNA的m6a特性，研究小組提出，m6a修飾可能是植物響應ABA濃度增加而將mRNA分選為脅迫顆粒的重要標誌物。 值得注意的是，ABA 處理後形成的 ECT8 縮合物特異性募集了編碼 ABA 受體蛋白的 M6A 修飾的 PYL7 mRNA。 進一步研究發現，ECT8在脅迫顆粒中的mRNA保留功能阻斷了PYL7的翻譯過程，從而減弱了PYL7蛋白的過度積累，抑制了對ABA訊號的感知。 這種反饋調控有效地避免了植物對ABA濃度增加的過度反應，有助於植物適應乾旱環境（圖1）。
圖 1：ECT8 反饋調節 ABA 訊號感知的工作模型。
此外，高溫、鹽脅迫、滲透脅迫等多種脅迫條件均可誘導ECT8蛋白相分離脅迫顆粒的形成，表明M6A識別蛋白ECT8聚集體的形成是植物應對多重脅迫的重要適應策略之一。
綜上所述，本研究提出並闡明了M6A修飾及其識別蛋白ECT8通過液-液相分離感知細胞內ABA濃度變化，分離ABA受體mRNA的新機制，從而實現對ABA訊號感知和逆境應激反應的反饋調控。 本研究揭示了脅迫顆粒和M6A修飾在協同調控植物脅迫響應中的重要作用，為提高作物脅迫耐受性提供了新的思路。
于浩院士和沈麗莎該研究者是**，余浩研究小組的共同通訊作者吳曉偉博士是**的第一作者。 蘇婷婷張松瑤Dr. 和張宇博士和其他人也參與了這項研究。 該研究得到了新加坡國家紅會**、新加坡國立大學和淡馬錫生命科學的支援。
引用：zaccara, s., ries, r. j. &jaffrey, s. r. reading, writing and erasing mrna methylation. nat. rev. mol. cell biol. 20, 608-624 (2019).shao, y., wong, c. e., shen, l. &yu, h. n6-methyladenosine modification underlies messenger rna metabolism and plant development. curr. opin. plant biol. 63, 102047 (2021).shen, l., ma, j., li, p., wu, y. &yu, h. recent advances in the plant epitranscriptome. genome biol 24, 43, doi:10.1186/s13059-023-02872-6 (2023).hu, j., cai, j., xu, t. &kang, h. epitranscriptomic mrna modifications governing plant stress responses: underlying mechanism and potential application. plant biotechnol. j. 20, 2245-2257 (2022).chen, k. et al. abscisic acid dynamics, signaling, and functions in plants. j. integr. plant biol. 62, 25-54 (2020).**鏈結：
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