蜜蜂作為典型的群居性昆蟲具有嚴(yán)格的勞動(dòng)、繁殖分工，是研究幼蟲發(fā)育和等級(jí)分化的主要模式生物。等級(jí)分化是形成蜜蜂社會(huì)性的主要原因，其主要特征是基因相同的雌蜂幼蟲憑借不同的飲食可發(fā)育成工蜂或蜂王（蜂后）。等級(jí)分化的機(jī)制并不完全清楚，然而有研究表明工蜂和蜂王的不同營(yíng)養(yǎng)狀況改變了DNA甲基化模式，從而調(diào)節(jié)等級(jí)分化。但是，目前仍不清楚可逆的RNA ?m6A修飾是否調(diào)節(jié)等級(jí)分化。

2017年，張辰宇教授、陳熹教授等Plos Genetics撰文Plant microrna in larval food regulate honeybee caste development，并于2020年在Nature撰文回顧Extracellular microRNA mediates co-evolution between species，蟲媒植物依賴?yán)ハx授粉，其miRNA控制花的大小、形態(tài)和顏色，產(chǎn)生能吸引蜜蜂的花粉。花粉里的植物miRNA通過抑制蜜蜂幼蜂的卵巢和整體的生長(zhǎng)發(fā)育，使之成為工蜂。而蜂王漿中不含有植物miRNA，因此吃到蜂王漿的幼蜂則發(fā)育為蜂王。

近日中山大學(xué)駱觀正教授課題組與北京大學(xué)賈桂芳教授課題組，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院吳黎明教授課題組、薛曉鋒教授課題組合作，在Cell Reports雜志發(fā)表了題為RNA m6A Modification Functions in Larval Development and Caste Differentiation in Honeybee (Apis mellifera)的研究論文。

本研究為了探討m6A修飾在蜜蜂中的功能，通過質(zhì)譜檢測(cè)和m6A-seq測(cè)序描述了蜂王和工蜂幼蟲在三個(gè)齡期的m6A甲基化組，發(fā)現(xiàn)m6A甲基化水平能被差異喂食改變。多個(gè)甲基化組的比較分析顯示，幼蟲發(fā)育過程中m6A修飾明顯增加，并且揭示了基因表達(dá)與m6A甲基化之間呈負(fù)相關(guān)。值得注意的是，我們發(fā)現(xiàn)工蜂幼蟲比蜂王幼蟲包含更多的高甲基化m6A峰，并且許多與等級(jí)分化相關(guān)的轉(zhuǎn)錄本都被差異甲基化。此外，當(dāng)使用脫氮腺苷（DAA）對(duì)工蜂幼蟲的m6A甲基化進(jìn)行化學(xué)抑制，工蜂命運(yùn)幼蟲表現(xiàn)出蜂王特有的特征。該研究首次表明m6A甲基化在蜜蜂幼蟲發(fā)育和等級(jí)分化中的重要作用，也為將來進(jìn)一步深入理解昆蟲等級(jí)分化的機(jī)理開辟了新的方向。

2015年，周琪研究員、楊運(yùn)桂研究員和王秀杰研究員等在Cell Stem Cell發(fā)表題為m6A RNA Methylation Is Regulated by MicroRNAs and Promotes Reprogramming to Pluripotency的封面文章，其中提到microRNAs（miRNAs）可通過一種序列配對(duì)機(jī)制，調(diào)節(jié)m6A的修飾。操縱miRNA表達(dá)或序列，可通過調(diào)節(jié)METTL3甲基轉(zhuǎn)移酶與mRNAs（含有miRNA靶位點(diǎn)）的結(jié)合，而改變m6A修飾。

這三個(gè)工作是否可以串起來？闡釋miRNA調(diào)控m6A進(jìn)而影響蜜蜂的性別決定？

m6A影響雄性生殖腺發(fā)育也早有報(bào)道。2017年，周琪研究員、李偉研究員、楊運(yùn)桂研究員在Cell Research發(fā)表Mettl3-mediated m6A regulates spermatogonial differentiation and meiosis initiation揭示了 Mettl3 ?條件性敲除小鼠的雄性不育和睪丸變小，小鼠睪丸精原細(xì)胞分化異常，減數(shù)分裂起始受阻。結(jié)合單堿基分辨率的 ?m6A-miCLIP 測(cè)序發(fā)現(xiàn)， Mettl3 介導(dǎo)的 m6A 修飾調(diào)控精子發(fā)生相關(guān)基因的可變剪接，從而導(dǎo)致精子發(fā)生過程異常。

本課題Cell Report文章由駱觀正教授實(shí)驗(yàn)室博士生李言、北京大學(xué)的肖雨博士、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院的王妙博士為論文共同第一作者，駱觀正教授、賈桂芳教授、吳黎明教授和薛曉鋒教授為共同通訊作者。本研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金、中山大學(xué)百人計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。

勤能補(bǔ)拙，過目不忘，提高m6A助力好記性？中科院王秀杰/楊運(yùn)桂合作最新成果

中大駱觀正等在Cell Research發(fā)文闡述腸道菌群和m6A的關(guān)系

Molecular Cell | 伊成器課題組與合作者聯(lián)合繪制人體和小鼠m6A和m6Am甲基化圖譜

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124720315692

https://www.nature.com/articles/d42473-020-00228-3

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&dopt=Abstract&list_uids=28859085

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25683224/

https://www.nature.com/articles/cr2017100

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總結(jié)

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