摘要：近日中山大学骆观正课题组在单分子测序与RNA表观转录组研究领域取得重要突破，研究成果以《Single-molecule direct RNA sequencing reveals the shaping of epitranscriptome across m

中山大学骆观正课题组在《Nature Communications》发文报道单分子表观转录组m6A研究进展。

近日中山大学骆观正课题组在单分子测序与RNA表观转录组研究领域取得重要突破，研究成果以《Single-molecule direct RNA sequencing reveals the shaping of epitranscriptome across multiple species》为题发表在《Nature Communications》上。

本研究开发了基于纳米孔直接RNA测序(DRS)的高精度m6A单分子检测工具SingleMod，并首次系统描绘了多个人类细胞系及远缘物种的m6A单分子图谱，揭示了一系列前所未知的m6A基因组学特征与进化规律，破解RNA修饰检测的"平均化"困境。

DRS技术迎来关键机遇，mRNA甲基化是调控基因表达的重要方式，广泛参与细胞分化发育和疾病发生等生物学过程。然而现有m6A检测方法主要基于二代测序(NGS)，依赖于将RNA打断并逆转录为cDNA后测序，获得的是多个分子信号的混合结果，难以还原每一条RNA分子上修饰的真实状态。

这种"平均化"的检测方式掩盖了RNA分子间的天然异质性，限制了我们对表观转录组复杂性的深入理解。纳米孔直接RNA测序为在单分子水平研究表观转录组提供了革命性的机遇，然而此前的计算工具未能有效地实现单分子m6A检测，SingleMod模型解决单分子m6A检测难题。

本研究提出了多示例回归(MIR)算法，实现了高效利用基于NG S的绝对定量的m6A检测方法给出的位点甲基化率标签，训练了从DRS数据中在单分子水平预测m6A的工具--Single Mod，利用多种正交数据。

本研究全面验证了Single Mod在单分子m6A检测中的卓越性能和稳健性。此外SingleMod可以用于旧版(RNA002)和新版DRS数据(RNA004)的m6A检测，"看见"每一条RNA分子的m6A修饰。

本研究使用Single Mod构建了三种人类细胞系的单分子m6A图谱，并首次从单分子层面探讨了m6A的精细定量、细胞间稳定性分布特征以及分子间的异质性。特别地研究发现m6A显著增加了同一基因或转录本内RNA分子的异质性。

m6A分布模式的物种保守性和多样性，通过系统比较哺乳动物、鱼类、植物、原生动物及绿藻等八个远缘物种的单分子m6A图谱，本研究揭示了三种不同的m6A分布模式，即脊椎动物模式、植物和原生动物模式以及绿藻模式。

本研究进一步发现EJC介导的排除性m6A添加模型不能解释非脊椎动物的m6A分布模式，提示这些物种中存在不一样的m6A调控机制。

综上本研究不仅在m6A修饰检测技术上实现关键突破，在单分子水平上获得了关于m6A的一系列新颖的生物学见解，更为表观转录组研究提供了全新的理念。

来源：科学单人论