METTL16催化效率调控细胞内SAM稳态影响癌症治疗新靶点

本研究针对细胞内S-腺苷甲硫氨酸（SAM）稳态调控机制不明的问题，研究人员通过探讨METTL16甲基转移酶的催化效率如何影响MAT2A表达和SAM水平。结果显示，K163A突变体通过破坏MAT2A反馈调节导致SAM下降，影响组蛋白甲基化、翻译和RNA修饰。意义在于揭示METTL16作为SAM"设定点"调控者，为MTAP缺失癌症提供了合成致死治疗新策略。

　　

在细胞生命活动中，S-腺苷甲硫氨酸（SAM）作为核心甲基供体，调控着从RNA修饰到组蛋白甲基化的众多过程。然而，细胞内SAM浓度如何被精确"设定"（setpoint）却长期成谜。METTL16是一种RNA N⁶-甲基腺苷（m⁶A）甲基转移酶，已知能通过甲基化MAT2A（甲硫氨酸腺苷转移酶2A） mRNA的3'非翻译区来调节SAM合成酶的表达，但其催化效率是否直接决定SAM稳态、进而影响全局细胞功能，仍缺乏实证支持。这一问题在癌症治疗中尤为关键：约15%的肿瘤存在MTAP（甲硫腺苷磷酸化酶）缺失，导致其依赖高SAM水平生存，但靶向这一通路的药物开发受限于对SAM调控网络的认知不足。

为了破解这一难题，德克萨斯大学西南医学中心（University of Texas Southwestern Medical Center）的研究团队在《Cell Reports》发表了一项突破性研究。他们利用HCT116结肠癌细胞系，构建了METTL16的快速降解系统（auxin-inducible degron, AID），并通过互补表达野生型（WT）或突变型METTL16，结合MAT2A抑制剂（AGI-24512）处理，系统探究了METTL16催化活性对SAM水平的影响。研究采用的关键技术包括：

• AID降解系统：实现METTL16蛋白的快速可逆敲除。

• GLORI-seq（全转录组m⁶A定量分析）：在核苷酸分辨率鉴定RNA甲基化位点。

• 组蛋白甲基化免疫印迹：检测H3K4me³、H3K36me³等修饰变化。

• SUnSET（表面新生链翻译检测）：评估全局翻译效率。

• 高效液相色谱-串联质谱（HPLC-MS/MS）：精确量化细胞内SAM浓度。

• CRISPR/Cas9介导的MTAP基因敲除：在细胞池中验证合成致死效应。

METTL16快速降解系统证实其通过MAT2A调控对SAM维持至