在细胞内，甲基转移酶复合体（writers：METTL3及METTL14等）和去甲基化酶（erasers: FTO及ALKBH5）维持RNA的m6A水平的动态变化，而m6A识别蛋白（readers: YTHDFs等）特异性识别m6A位点，介导m6A的各种生物学功能。目前，大量研究已经证实m6A修饰具有重要功能：在分子功能层面，m6A修饰影响RNA的转录、加工、运输、翻译、降解等一系列过程(Yang et al., 2018)；在生物学功能层面，m6A修饰参与调控生长发育、细胞分化、癌症发生发展等生物学过程。因此，研究RNA的m6A修饰的动态变化，将在表观转录水平，解析一些基本生物学问题，揭示癌症等疾病的发生发展机制，为寻找m6A调控的新药物靶点提供依据。
随着高通量测序技术发展，特别是针对m6A修饰的MeRIP_seq（m6A_seq）技术的大量应用，研究发现人和小鼠的转录组中有大约一半的mRNA转录本具有m6A修饰，倾向于发生在mRNA的CDS和3’UTR，特别是聚集在终止密码子附近，且特异性地在RRACH基序（R代表G或A，H代表A,C或U）的A位点进行甲基化修饰(Dominissini et al., 2012; Meyer et al., 2012)。细胞内特定转录本、转录本特定区域及特定位点的m6A修饰是如何调控的,是m6A研究领域亟需解决的问题(Zhao et al., 2018)。
目前，已经证实m6A的甲基转移酶复合物选择性对mRNA的RRACH基序的A碱基进行甲基化修饰(Liu et al., 2014)，且m6A甲基化修饰是共转录(co-transcriptionally)发生的，受到组蛋白H3K36me3修饰调控(Huang et al., 2019)。然而，对于两种已知去甲基化酶FTO或ALKBH5，体外实验表明，两者的去甲基化活性均没有基序选择性(Zou et al., 2016)。虽然，近期一项研究中，RNA的序列与二级结构会影响FTO的去甲基化活性(Zhang et al., 2019)，但是，细胞内FTO或ALKBH5是否具有基序选择性，目前还不清楚。
FTO在生长发育中具有重要的生理功能，影响发育和多种疾病的发生，FTO在肥胖中的功能最早得到关注。2011年，芝加哥大学的何川教授课题组发现FTO能去除mRNA上的m6A修饰(Jia et al., 2011)，后续的系列研究揭示了RNA上m6A修饰动态可逆性。然而，2017年康奈尔大学的Samie R Jaffery课题组报道FTO主要去除mRNA上5’帽端后的N6，2′-O-二甲基化腺嘌呤（m6Am），认为FTO底物不是RNA内部的m6A修饰位点(Mauer et al., 2017)。何川教授课题组和Jaffery教授课题组为此分别在《RNA》杂志上发表研究综述，进行了激烈的学术争论(Darnell et al., 2018; Zhao et al., 2018)。因此，需要进一步探究FTO去甲基化的作用机制，明确FTO是否具有催化底物的选择性。
前期我们与客户合作在《RNA biology》杂志（IF: 5.2）上发表了题为《The dynamics of FTO binding and demethylation from the m 6 A motifs》的研究论文。该研究工作发现FTO与RNA的结合能力较弱，但是FTO结合峰在RRACH基序有一定的富集，且FTO的RNA结合特征具有细胞特异性。在Hela细胞中，FTO与RNA的结合峰在RRACH基序上富集，并去除RRACH基序中A碱基上甲基化修饰。
在该研究中，我们首先下载了目前已经发表的FTO的CLIP_seq数据，通过多种CLIP数据分析流程进行数据分析，发现在K562及3T3-L1细胞中，FTO与RNA的结合峰在GAC或GGAC基序存在富集；然而，在HEK293T细胞中，FTO与RNA的结合却没有这种富集特征。这些结果表明，RNA中m6A修饰所在的GAC或GGAC基序在FTO与RNA的结合峰中存在的富集具有细胞特异性（如下图）。
考虑到FTO与RNA结合力太弱，我们在HeLa细胞中过表达FTO，然后进行FTO的CLIP_seq测序。结果表明，在HeLa细胞中，FTO与RNA的结合峰在GAC基序存在富集，且过表达能提高FTO与RNA在GAC基序结合的富集程度。（见下图）
接下来，我们对FTO过表达和对照的HeLa细胞，进行m6A_seq测序。结果表明，FTO过表能显著降低RNA中的m6A水平，且主要去除了GGACU基序中碱基A的甲基化修饰（见下图）。
（ FTO过表达去除了RNA的GGACU基序中m6A修饰）
综上，本研究进一步证实了FTO的去甲基化酶活性，表明FTO特异的去除了RRACH基序上的m6A，研究结果支持细胞中RNA的m6A修饰是动态变化的观点，RNA甲基转移酶和去甲基化酶共同维持该表观转录修饰水平的动态平衡。研究结果为进一步探究FTO的作用机制提供了线索，为在表观转录调控水平治疗癌症、肥胖等疾病提供了理论支撑。
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