不到 2% 的人类基因组产生蛋白质，但其中大部分被转录成 RNA。 最近的研究发现了非编码 RNA 在生物学的各个方面的大量调节作用。

随着人们对 RNA 越来越感兴趣，人们发现编码和非编码 RNA 的稳定性、结构和功能都围绕着转录的核酸链如何处理和配备辅助化学基序，这些基序决定了它们的独特命运和作用。

由纽约哥伦比亚大学科学家领导的新研究首次揭示了非编码 RNA 的特定修饰，该修饰对于我们看似无限的抗体库多样化至关重要，以抵御感染的无情冲击及其伴随的抗原性损伤。 

“RNA 正在迅速成为一种非常有吸引力的载体，用于递送疫苗和其他疗法。 了解如何最大限度地提高 RNA 治疗效率是一个主要的研究领域。 我们的研究提供的证据表明，RNA 修饰是开发 RNA 疫苗和疗法时需要考虑的重要因素，并强调了 RNA 修饰与免疫的重要而新颖的关系，”哥伦比亚大学微生物学和免疫学系教授 Uttiya Basu 博士说。该研究的资深作者。 

作者建立了免疫球蛋白重链基因座表达的长非编码 RNA 的 N6-甲基腺苷修饰与抗体基因多样性所必需的 DNA 重排事件之间的关键联系。

两种机制对于在脊椎动物中产生几乎无限的抗体多样性至关重要：V(D)J 重组和类别转换重组 (CSR)。 VDJ 重组是选择和重排形成抗体分子抗原结合口袋的基因片段（称为可变、连接和多样性）的过程，而 CSR 重排决定抗体分子羧基末端恒定区的 DNA最佳抗体功能。 

“非编码 RNA 监视途径对于促进 B 细胞中的 DNA 重组很重要，从而导致抗体基因的多样性。 它还可以防止作为淋巴瘤标志的异常染色体改变（易位/突变），”Basu 说。 

RNA 外泌体是细胞非编码 RNA 监视机制的一部分，可随着年龄增长迅速分解非编码 RNA。 RNA 具有特定的寿命，在此期限结束时它们必须衰变以防止可能导致疾病（包括癌症）的异常功能。 非编码 RNA 监视机制决定了与染色质相关或漂浮在核质或细胞质中的非编码 RNA 的寿命。

Patricia J. Gearhart 博士，国家衰老研究所（国立卫生研究院）分子生物学和免疫学实验室副主任，其工作涉及表征与衰老和动脉粥样硬化相关的 B 细胞，但未参与当前研究说，“看看淋巴瘤患者是否在 m 有任何突变会很有趣 6 A 途径中 ，这可能与易位而不是开关重组的偏好有关。 这有可能作为预测癌症的诊断工具。” 

“发生在抗体重链和轻链基因座上的非编码 RNA 转录对于 V(D)J 重组、类别转换重组和体细胞超突变的 DNA 重组酶/增变酶（RAG1/2 或 AID）的可及性很重要。 可访问性是通过仍在研究中的机制实现的，但可能与染色体组织、表观遗传学和 DNA 二级结构有关，”Basu 说。 

Gearhart 说：“免疫球蛋白重链基因之前的开关区域是惊人的富含 G 的 DNA 序列，它们在转录过程中形成长 RNA-DNA 杂交体。 然后这些结构在 AID 中形成漏斗，以产生突变和 DNA 链断裂以进行重组。 悬而未决的问题是：如何从模板链中去除 RNA 以允许 AID 作用于两条 DNA 链？ 为什么转换区是染色体易位的混杂伙伴？” 

目前的综合研究确立了非编码 RNA 的 m6A 修饰和 RNA 外泌体介导的 RNA 加工在抗体多样性催化和基因组完整性保护方面的融合。 

“在这里，我们表明 B 细胞免疫球蛋白基因座表达的非编码 RNA 的甲基化促进了 RNA 加工，这对 DNA 重组和同种型转换重组很重要，”Basu 说。 

作者表明，RNA 外泌体通过接头蛋白 (MPP6) 与读取 m6A 修饰的蛋白质 (YTHDC1) 的相互作用识别 SµGLT 非编码 RNA。 MPP6 和 YTHDC1 通过在转录过程中将 AID 和 RNA 外泌体募集到 SµGLT 中，使类别转换重组成为可能。 作者进一步表明，阻断 m 6 SµGLT 非编码 RNA 或 YTHDC1 的 A 修饰可减少类别转换重组。

Gearhart 说：“Nair 等人。 提出开关区 RNA 加工受 RNA 修饰蛋白 N 调节 6 -甲基腺苷 。 这种甲基化事件标志着 RNA 被阅读器蛋白识别，这些阅读器蛋白招募 RNA 外泌体以降解相关的 RNA，并允许 AID 有效地作用于单链顶部和底部 DNA 链。 因此，RNA 加工，而不仅仅是转录，是这篇论文的主要启示。” 

催化 m6A RNA 修饰的酶是 METTL3。 它是骨髓和淋巴结生发中心 B 细胞发育的必需基因，它的过度表达见于多种癌症。 在目前的研究中，研究人员表明 METTL3 可防止免疫球蛋白重链位点的异常 DNA 断裂，从而保持基因组稳定性。 他们还表明，缺乏 METTL3 会减少 CSR 连接并增加脱靶 DNA 易位，以及替代 DNA 修复途径的使用。 

“对各种 RNA（包括信使和非编码 RNA）进行适当水平的 m6A 修饰对于防止导致包括癌症在内的发病机制的异常基因表达是必要的。 在这里，我们表明，当 CSR 没有正确发生时，免疫球蛋白重链基因座中产生的 DNA 断裂可能会导致染色体易位，这可能导致 B 细胞相关癌症，”Basu 说。 

总体而言，该研究中提出的证据表明，衔接蛋白 MPP6、m6A 阅读蛋白 YTHDC1 和 METTL3 催化的 m 密切协调的作用 6 A 修饰在调节非编码 RNA 的加工过程中具有 ，进而控制 DNA 改组和抗体多样性的产生在 B 细胞中。 

Gearhart 说：“在没有蛋白质的情况下，开关区 RNA 由于外泌体功能下降而积累，AID 被低效募集并产生异常喙。 基因组的不稳定性增加，因为流氓断裂促进了易位。 这项绝妙的工作使我们更接近于理解开关区域在抗体多样性和 DNA 断裂中的神秘作用。” 

在未来的实验中，Basu 的团队打算探索在产生抗体多样性方面发挥作用的其他 RNA 修饰。