據估計，一個典型的人類細胞每天累積大約有105個自發性DNA損傷。雙鏈斷裂（DSBs）是很重要的和潛在的細胞致死性DNA損傷，必須修復以保持基因組穩定性和染色體的完整性。哺乳動物細胞中DSBs修復主要有兩條途徑：同源重組（HR）介導的DSB修復（DSBR）和非同源末端連接（NHEJ）。NHEJ可以在沒有同源DNA模板的情況下進行，因此被認為是誘變的。相比之下，HR介導的DSBR需要同源DNA模板，從而產生高保真DSBR。DSBR需要一個調控良好的細胞信號通路來協調感應器、傳感器和效應器的作用。重要的是，HR介導的DSBR和NHEJ缺陷與人類惡性腫瘤和衰老相關的疾病有關。這強調了細胞對DNA損傷的反應，尤其是DSBR對于細胞存活和人類健康的重要性。
近年來，RNA在DNA損傷反應（DDR）和DSBR中發揮了重要的作用。特別是在人類細胞中，據報道在DSB位點可能存在兩種類型的RNA分子，即損傷誘導的長鏈非編碼RNAs（dilncRNAs）和小DDR RNA（DDRNA），這兩種RNA分子促進了DSBR。盡管尚未完全理解這些RNAs生物發生的確切機制，但越來越多的證據支持dilncRNA可以在DSB處形成DNA-RNA雜合體，進而促進DNA修復蛋白（如BRCA1，BRCA2，RAD51和MRE11）募集于靠近DSB的位點。
腺苷N6位置的甲基化（m6A）是mRNA和非編碼RNA上最豐富的修飾。最近的研究表明，m6A在RNA代謝中發揮重要作用，對多種細胞生理過程具有重要的影響。METTL3是一種核心RNA甲基轉移酶，可催化m6A的形成，作用于蛋白質復合物，其中還包括METTL14和WTAP。m6A修飾的RNA可以被m6A reader（包括YTHDF1-YTHDF3、YTHDC1和YTHDC2）識別。盡管YTHDF家族蛋白促進翻譯起始和mRNA降解，但YTHDC1主要參與mRNA選擇性剪接和X染色體基因沉默。
最近，有研究報道了m6A修飾的RNA發生在響應紫外線照射的單鏈斷裂（SSB）處，這有助于募集DNA聚合酶k（Pol k）用于核苷酸切除和跨損傷合成介導的SSB修復。但是，METTL3和m6A是否直接參與DSBR尚不清楚。
為了解決這些問題，中山大學趙勇團隊于2020年7月1日在Molecular Cell (IF15.584)期刊上發表了題為METTL3 and N6-Methyladenosine Promote Homologous Recombination-Mediated Repair of DSBs by Modulating DNA-RNA Hybrid Accumulation的科研成果。揭示了METTL3、m6A和YTHDC1在HR介導的DSB修復中的作用，這可能對癌癥治療具有重大的意義。
研究發現RNA甲基轉移酶METTL3在S43被ATM（毛細血管擴張性共濟失調突變）介導的磷酸化激活以響應DSBs。然后磷酸化的METTL3被定位于DNA損傷位點，在該處可使DNA損傷相關RNA中的腺苷N6位置甲基化（m6A），通過ChRIP-seq（測序服務由銳博生物提供）發現m6A reader蛋白YTHDC1與DSB相關RNA在細胞中結合，并被募集到DSB位點，可保護m6A修飾的RNA。通過這種方式，METTL3-m6A-YTHDC1軸調節了DNA-RNA雜交體在DSBs位點的積累，然后募集RAD51和BRCA1進行同源重組（HR）介導的修復。METTL3缺失的細胞表現出HR缺陷、未修復的DSBs積累和基因組不穩定。因此，METTL3的缺失顯著增強了癌細胞和小鼠異種移植物對基于DNA損傷的治療的敏感性。
重要的是，臨床研究表明，METTL3的高表達與癌癥患者化療和/或放療后的預后不良有關。METTL3在腫瘤細胞中高表達可能會降低腫瘤治療藥物的敏感性或增加耐藥性，導致癌癥治療效果不佳。
ChRIP-seq (Chromatin RNA Immunoprecipitation Sequence)用于分析基因組不同染色質區室（如抑制和活性染色質組分）中富集的染色質相關RNA轉錄本。（Mondal T, et al. Chromatin Immunoprecipitation, 2018.）
本研究中涉及的ChRIP-seq服務由銳博生物提供。
