主要观点总结
本文介绍了最新研究揭示了细胞里信使RNA（mRNA）上的N⁶-甲基腺苷（m⁶A）标记如何影响mRNA的命运。研究指出核糖体不仅是执行蓝图的机器，更是感知m⁶A标记的第一道防线。当核糖体在翻译过程中遇到m⁶A标记时，会发生剧烈卡壳和后续的核糖体碰撞，启动mRNA的降解程序。但在细胞应激状态下，通过降低翻译速率可以减少这种卡壳和碰撞，使带有m⁶A标记的应激基因mRNA得以稳定并迅速升高，帮助细胞应对挑战。此外，文章还探讨了m⁶A在调控基因表达中的关键作用，以及未来研究的可能方向。
关键观点总结
关键观点1: m⁶A是细胞里信使RNA（mRNA）上的普遍标记，长期以来被认为会加速带有这个标记的mRNA的降解。
研究发现核糖体不仅是执行蓝图的机器，更是感知m⁶A标记的第一道防线。
关键观点2: 核糖体在翻译过程中遇到m⁶A标记时，会发生剧烈卡壳和后续的核糖体碰撞，启动mRNA的降解程序。
这种现象依赖于翻译过程，并且m⁶A密码子的序列也会影响卡壳的强度。
关键观点3: 在细胞应激状态下，通过降低翻译速率可以减少卡壳和碰撞，使带有m⁶A标记的应激基因mRNA得以稳定并迅速升高，帮助细胞应对挑战。
这一过程揭示了细胞如何利用翻译抑制来确保关键的应激响应基因在应激时得以表达。
关键观点4: 研究还探讨了YTHDF蛋白在m⁶A介导的mRNA降解中的作用，以及它们如何与核糖体相互作用来招募降解机器。
研究发现YTHDF蛋白可能通过与“撞车”核糖体界面或直接与m⁶A本身相互作用，从而稳定地结合在m⁶A位点，进而招募降解机器。
关键观点5: 文章最后讨论了这项研究的意义和未来研究方向，包括如何利用冷冻电镜技术解析含有m⁶A的“撞车”核糖体与YTHDF蛋白相互作用的精确结构。
这项研究不仅揭示了m⁶A如何调控基因表达的新机制，还为未来的研究提供了新的方向。
正文
这强有力地证明，m⁶A是翻译依赖性mRNA降解的主要驱动力。换句话说，
只有当核糖体在mRNA上“开足马力”进行翻译时，m⁶A才能有效地促进mRNA的降解。
既然m⁶A介导的降解依赖于翻译，那么m⁶A是否会直接影响核糖体的翻译过程呢？特别是核糖体在读取含有m⁶A的密码子时会发生什么？
研究人员使用了OTTR核糖体足迹测序（ribosome footprint profiling）技术，这是一种能够高灵敏度地捕捉核糖体在mRNA上位置的方法。他们分析了核糖体在mRNA上不同位置的“足迹”，特别关注核糖体A位点（A-site）位于含有m⁶A的密码子上的情况。通过计算核糖体在m⁶A位点及其周围区域的相对丰度（使用标准化Z分数衡量），研究人员构建了核糖体“卡壳指数”（stalling index），用来量化核糖体在某个位点停留的倾向。
结果令人震惊：
在mRNA的编码区（coding sequence, CDS）中，核糖体在含有m⁶A的位点会发生剧烈“卡壳”，其“卡壳”程度比紧邻的非m⁶A对照位点高出约650%！
这个效应比之前一些研究报道的非甲基化对照位点约50%-60%的“卡壳”增加要显著得多，这可能得益于研究人员能够更精确地定位m⁶A位点和更高灵敏度的检测方法。
更重要的是，这种剧烈的核糖体“卡壳”效应完全依赖于m⁶A的存在。在Mettl14敲除细胞中，这些原本会引起剧烈“卡壳”的位点就几乎不引起核糖体富集了。这表明，m⁶A本身是导致核糖体剧烈“卡壳”的直接原因，而不是这些位点原本就有的“卡壳”倾向。
研究还发现，m⁶A所在的具体密码子序列（codon context）也会影响“卡壳”的强度。某些m⁶A密码子（如GA-m⁶A和AA-m⁶A）比其他m⁶A密码子引起更强的“卡壳”。
那么，“卡壳”强度与mRNA降解有什么关系呢？研究人员计算了不同m⁶A密码子引起核糖体“卡壳”的程度与它们对m⁶A介导mRNA降解效果的关联。他们发现，引起核糖体“卡壳”越剧烈的m⁶A密码子，往往也导致mRNA降解越有效，两者之间存在强烈的正相关（相关系数R=0.74）。 作为对照，非甲基化的相似密码子则显示出微弱的负相关。
为了进一步验证，研究人员构建了报告基因，在其中插入了容易引起高“卡壳”的GA-m⁶A密码子簇，或引起低“卡壳”的A-m⁶AC密码子簇。实验显示，含有高“卡壳”GA-m⁶A密码子的报告基因，其mRNA稳定性显著低于含有低“卡壳”A-m⁶AC密码子的报告基因。并且这种稳定性差异在Mettl14敲除细胞中消失了。
这些结果都明确指向：
mRNA上的m⁶A通过诱导核糖体剧烈“卡壳”，从而启动了m⁶A介导的mRNA降解。
如此剧烈的核糖体“卡壳”，很自然会让人想到是否会导致后续核糖体的“追尾”或“撞车”（collision）。多个核糖体在一个mRNA上进行翻译，如果前方的核糖体突然停下，后方的核糖体就会追上来，形成“二聚体”（disome）或“三聚体”（trisome）。
研究人员首先在体外模拟了翻译过程，发现含有m⁶A的mRNA在翻译时确实会产生核糖体“二聚体”甚至“三聚体”，而没有m⁶A的mRNA则只产生单个核糖体（monosome）。并且这种“撞车”依赖于翻译起始因子eIF4E的存在。
在活细胞中进行的核糖体足迹测序也证实了这一点：核糖体“二聚体”的足迹在m⁶A位点附近显著富集。 在Mettl3（m⁶A合成酶的另一关键组分）敲除细胞中，通过蔗糖密度梯度离心定量核糖体“二聚体”，发现其数量比野生型细胞减少了约40%。
更令人兴奋的是，研究人员发现m⁶A位点附近的核糖体“二聚体”具有一种独特的构象。通过分析“二聚体”足迹相对于m⁶A位点的精确位置，他们发现，与通常在终止密码子处形成的、足迹末端位于终止密码子下游14-21个核苷酸的“二聚体”不同，m⁶A诱导的“二聚体”中，位于前方的“卡壳”核糖体的足迹末端明显被截短，只在m⁶A位点下游约4-8个核苷酸处。 这种截短现象在单个“卡壳”的核糖体足迹中没有观察到，表明它确实是核糖体“撞车”后才出现的。
“追尾”招募“识别器”：碰撞促进YTHDF蛋白“到位”
核糖体“撞车”是否是连接“卡壳”与m⁶A降解的关键步骤？为了验证这个想法，研究人员利用敲低ASCC3蛋白的方法增加了“撞车”核糖体的持久性。ASCC3是ASC-1复合体的一个亚基，这个复合体能够解聚“撞车”的核糖体。敲低ASCC3会阻止“二聚体”的解聚，让“撞车”核糖体在mRNA上停留更长时间。实验发现，ASCC3敲低显著增强了m⁶A介导的mRNA降解效果。 这强烈暗示，“撞车”核糖体的持久性，即长时间的“连环追尾”，促进了m⁶A介导的mRNA降解。
m⁶A介导的mRNA降解通常需要YTHDF家族蛋白的参与。这些蛋白是m⁶A的“阅读器”，它们结合m⁶A标记后，会招募mRNA降解机器。那么，“撞车”的核糖体是否会促进YTHDF蛋白与m⁶A的结合呢？
