近些年來，隨著RNA上可逆動態化學修飾的發現及深入研究，信使RNA不再僅僅作為遺傳信息傳遞的載體，更在各種生物學過程的調控中起到重要作用，其化學修飾、結構和功能的研究也由此變得極為重要。RNA標記作為其結構、代謝和功能研究的重要手段受到了科研工作者的廣泛關注。除了N6-甲基腺嘌呤核苷(m6A，當前受到化學家和生物學家極大的關注)、假尿苷以及N1-甲基腺嘌呤核苷等RNA中天然存在的化學修飾，人為設計的具有化學基團修飾的核苷衍生物或類似物也可以通過細胞內代謝的作用，參與RNA合成，并借此實現標記的目的，如尿嘧啶的類似物4-硫尿苷(4-SU)最為常用。但由于其與尿苷在堿基配對上表現近乎相同，因此無法通過逆轉錄-突變測定方法來區分標記與未標記的RNA。
在該項工作里，浙江大學高分子科學與工程學系劉建釗研究員課題組設計了一種新的帶有烯丙基修飾的N6-烯丙基腺嘌呤核苷(a6A)，通過細胞代謝或體外酶輔助的方法可以標記體內外RNA，利用a6A中N6-烯丙基修飾基團的活性，經過連續的有機化學和生物化學反應處理，使得RNAa6A修飾位點在逆轉錄成DNA過程中發生堿基突變，最后通過核酸DNA測序手段識別標記的RNA（如下圖）。
課題組在研究中發現，a6A與A一樣，可以作為單體通過人體細胞代謝引入到新合成的RNA中。另外，課題組還可以利用人體細胞的RNA甲基轉移酶METTL3/METTL14，通過將其輔助因子S-甲基腺苷甲硫氨酸(SAM)的甲基改造為烯丙基，即合成帶有烯丙基的酶輔助因子allyl-SAM，以此將烯丙基基團修飾到特定RNA序列中A的N6位置上，生成特異性a6A標記的RNA。在溫和的條件下，a6A的N6-烯丙基中碳碳雙鍵經過碘加成后可以自發地誘導生成N1 ,N6-環化腺嘌呤，由于環化結構屏蔽了N1 ,N6位置的氫鍵，在逆轉錄成互補cDNA的過程中相應的位點發生突變（突變成T / C / G），而未修飾烯丙基的A則不會發生突變。進一步還發現，RNA中已經存在的m6A修飾對于甲基轉移酶輔助的烯丙基標記是惰性的，不會在逆轉錄過程中發生上述突變效應，該結果為開發全轉錄組范圍內RNA單堿基分辨率區分m6A和A的高通量測序方法提供了啟示。
RNAa6A的化學標記法將在RNA研究領域具有很多潛在的應用，如細胞新生RNA的測序與RNA衰變動力學，以及在全轉錄組范圍內識別m6A位點，并獲取RNA上特定位點m6A修飾的化學計量比。同時，該項工作也為研究者提供了一種新的思路，通過酶輔助化學基團修飾的方法可用于RNA上定點堿基的標記。
該工作主要由浙江大學高分子科學與工程學系劉建釗課題組與芝加哥大學化學系的何川教授課題組合作完成，共同第一作者為浙江大學高分子系博士生舒瀟和芝加哥大學化學系Dr. Qing Dai和博士生TongWu，相關論文“N6-Allyladenosine: A New Small Molecule for RNA Labeling Identified by Mutation Assay”發表于Journal of the American Chemical Society。該項目得到科技部國家重點研發計劃“蛋白質機器與生命過程調控”青年項目（2017YFA0506800）、國家自然科學基金委（21642015）、國家青年千人計劃以及浙江大學百人計劃支持。
