N6-甲基腺嘌呤(m6A)修饰是真核生物mRN A中一种高丰度表观转录组学修饰。m6A修饰由甲基转移酶复合物WTAP/METTL3/METTL14 以SAM为甲基供体催化形成,由去甲基化酶ALKBH5和FTO在Fe2+、α-酮戊二酸辅助下催化去除,能被含有YTH结构域的m6A读码器YTHDF2、YTHDF1、YTHDC1识别。定位在细胞质的YTHDF2和YTHDF1能够分别调控mRNA的稳定性和翻译效率,定位在细胞核的YTHDC1能够调控前体mRNA的可变剪接。m6A免疫共沉淀高通量测序(m6A-IP-seq)发现m6A保守的基序为IRACH (R通常为G和A；H通常为A、C和U),其中最经典的基序为GGACU。综上,科学家们对m6A修饰的水平动态性、序列特异性研究比较清楚,但对其甲基化位点的选择性机制、功能研究尚不清楚。本文利用生物信息学、基因组学、生物化学、细胞生物学等多层次技术手段发现microRNA通过序列互补性机制调控m6A甲基化的生成。m6A修饰位点和microRNA靶向位点在共同作用底物mRNA上具有物理空间相关性：部分反向匹配潜在m6A修饰RRAC H序列的microRNA能够介导其结合的r. RNA RRACH位点形成m6A甲基化修饰；另一部分不反向匹配潜在m6A修饰RRACH序列的microRNA能够介导结合的mRNA靶标位点附近的RRACH序列被甲基化。本文发现nicroRN A生成过程中关键蛋白Dicer以及microRNA自身的表达能影响m6A的生成。在人HeLa细胞和小鼠NSC中,过表达Dicer,可以显著增加nRNA上m6A修饰水平,而敲低Dicer则导致m6A修饰水平下降。过表达microRNA可导致其结合的靶nRNA m6A修饰水平升高,而敲低microRNA(?)导致其结合的靶mRNA m6A修饰水平降低。进一步的研究发现这是通过影响m6A甲基转移酶亚基METTL3结合microRNA的靶标mRNA的能力实现的,同时m6A去甲基化酶ALKBH5也有影响。Dicer可以调控m6A甲基转移酶催化亚基METTL3在细胞核内核小斑的定位。Dicer和microRNA均可以调控METTL3结合mRNA的亲和力。Dicer和microRNA的表达水平变化并不会影响m6A修饰的甲基转移酶METTL3和去甲基化酶ALKBH5和FTO的蛋白表达水平。本文利用干细胞生物学发现m6A修饰通过调控Oct4、Sox2、Nanog等多能性因子的表达促进小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)重编程。过表达RNA m6A甲基转移酶催化亚基METTL3,可以显著提高MEF转化为多能性干细胞的重编程效率；敲低ETTL3显著降低MEF的重编程效率；敲低METTL3后回补METTL3的表达,可以回补MEF的重编程效率；使用抑制m6A形成的小分子抑制剂环亮氨酸处理细胞,可以显著降低MEF的重编程效率。本文进一步以m6A的去甲基化酶FTO与肥胖和糖尿病相关为切入点,研究m6A的生物学功能。到目前为止尚未有人报道FTO作用的RNA底物,主要原因为FTO催化RNA底物反应的过程非常迅速导致FTO蛋白不容易滞留在其RNA底物上。通过突变体筛选找到了FTO能长时间滞留在RNA底物上的突变体,通过光交联免疫共沉淀-高通量测序发现了FTO底物的分布规律、保守序列、富集的通路及功能。综上,本文发现了：microRNA调控mRNA m6A甲基化生成,m6A促进体细胞重编程,鉴定了FTO的RNA底物。我们的工作为进一步研究m6A的生物功能和RNA表观遗传提供了依据,为研究与正常生理(如干细胞干性维持和分化)或异常病理(如恶性肿瘤等)生命活动关联分子机理提供新的表观调控研究方向,为FTO的抑制剂研究及肥胖、糖尿病等疾病研究提供了分子基础。