甲基转移酶样蛋白（METTLs）是一个具有S-腺苷甲硫氨酸结合域（SAM binding domain）的蛋白家族，包含30多种甲基转移酶蛋白，常与辅助因子形成复合体后可完成真核生物mRNA上丰度最高的甲基化修饰--m6A（N6-methyladenosine）。但新近报道的METTL16可独立在某些靶基因转录体上加载m6A修饰，但是其生物学功能以及相关的分子生物学机制还尚不清楚。
2022年2月10日，美国希望之城国家医疗中心（City of Hope National Medical Center）的陈建军教授、苏瑞助理教授，以及美国芝加哥大学（The University of Chicago）的何川教授合作研究，于Nature Cell Biology杂志发表研究论文，揭示了METTL16同时具备m6A甲基转移酶功能依赖（m6A-dependent）以及非甲基转移酶依赖（m6A-independent）的功能。
（1）METTL16同时存在于细胞核和细胞质中
同家族的METTL3-METTL14在细胞核中通过共转录 (co-transcriptionally) 的方式催化m6A甲基化修饰。与它们不同，METTL16在细胞核和细胞质中均有分布。
（2）细胞核中，METTL16参与催化mRNA特别是新生（nascent）mRNA的m6A修饰；
首先，作者发现METT16敲除能够引起mRNA m6A发生全局性去甲基化，但是整体下降的幅度低于METTL3或者METTL14敲除。
接着，作者将新生RNA和核poly(A) RNA进行m6A MeRIP-seq，以评估METTL16对新转录和成熟RNA的酶活性。与核poly(a) RNA相比，METTL16在新生RNA中m6A修饰方面发挥了更强大的作用，METTL16降低后，新生RNA中m6A修饰的减少趋势比核poly(a) RNA更明显。
（3）细胞质中，METTL16通过与翻译起始因子3a/b（eIF3a/b）及rRNAs直接结合促进80S核糖体的组装从而促进蛋白质的翻译效率。
通过蛋白质（λN peptide）-RNA（BoxB）拴链实验证明METTL16可以显著促进蛋白质的翻译效率，并且METTL16促进翻译并不依赖于其甲基转移酶的活性。另外，作者开展了多聚核糖体分析（Polysome profiling）等实验进一步证实了METTL16对mRNA翻译的影响。在polysome profiling实验中，METTL16与eIF3a/b一起在40S、60S和80S核糖体中高度富集，表明METTL16与eIF3a/b同时出现，并参与翻译启动。
而且，通过Far-Western blotting，免疫共沉淀（Co-IP）和邻位连接技术（PLA）等方法检测到METTL16通过其甲基转移酶结构域（Mtase doamin）与eIF3a/b发生相互作用。METTL16还通过其甲基转移酶结构域直接结合rRNAs，包括18S rRNA, 5.8S rRNA和28S rRNA。在进一步阐释METTL16调控mRNA翻译分子机制时，作者再一次利用Polysome profiling实验证实，METTL16在翻译起始部分与rRNA的结合能力比在多聚核糖体部分要强得多。
此外，作者推测METTL16与28S-5.8S rRNA (60S核糖体亚基的核心)的相互作用可能进一步将60S亚基募集到eif3 - 40s亚基复合体(即43S PIC)中，从而促进80S TIC的形成。根据多聚核糖体图谱显示，METTL16 KO显著减少了80S核糖体的形成。
METTL16通过与eIF3a/b和18S rRNA的直接结合促进了43S 起始前复合物（preintiation complex, PIC）的形成；随后METTL16通过与60S大亚基的28S和5.8S rRNAs直接结合进一步促进了80S核糖体的组装从而增强mRNA的翻译效率。
最后，体内外实验表明METTL16在肿瘤（如肝癌）的发生发展中也发挥了重要的促癌基因的作用。提示靶向METTL16有望成为一种潜在的肿瘤治疗新策略。
参考文献：
Su, R., Dong, L., Li, Y. et al. METTL16 exerts an m6A-independent function to facilitate translation and tumorigenesis. Nat Cell Biol 24, 205–216 (2022). https://doi.org/10.1038/s41556-021-00835-2
