国自然申请 | 重点注意点：研究“RNA修饰”的2种常见思路和4个关键要素，标书中如何体现逻辑严谨？

在国自然医学部项目申请中，大家通常会把“ RNA 修饰”作为分子机制热点和基础创新的一个角度，而 RNA 修饰的类型也很多，除了大家非常熟悉的 m6A 修饰，目前已知的 RNA 修饰超过 170 种，这些修饰广泛分布于不同类型的 RNA 上，包括编码 RNA 和非编码 RNA 。

下期我们会梳理一些常见的修饰类型，本期我们先介绍研究“ RNA 修饰”的 2 种常见思路和 4 个关键要素 。

一、 2 种常见思路

1. 以 RNA 修饰酶（或相关蛋白）为主要功能和机制

这种研究和项目的模式框架和思路顺序是： RNA 修饰酶改变——导致靶基因 RNA （表达、翻译、定位等）改变——靶基因参与的通路改变——细胞表型改变。

即研究主要围绕 RNA 修饰酶（主角基因）在细胞和疾病中的功能与机制 展开，既然这些酶的作用与 RNA 修饰有关，因此关注 RNA 修饰酶如何调控靶 RNA 的修饰发挥作用机制 。

不过由于 RNA 修饰酶（或相关蛋白）数量有限，因此大多数基因与疾病的关系都已经有报导，但在国自然申请中却受欢迎，特别是在中医药口。如 中药复方 / 活性成分（针灸等）通过促进 / 抑制 RNA 修饰酶活性或表达，从而调控靶基因 RNA 表达、翻译、定位，进而激活 / 抑制通路和恶性细胞表型，最终缓解疾病进展。

2. 通过 RNA 修饰解释靶 RNA 异常表达的原因

这种研究和项目的模式框架和思路顺序是： 细胞表型改变—— RNA 水平改变—— RNA 修饰变化—— RNA 修饰酶改变。

比如申请人前期开展了一项研究， 发现“ A 基因通过诱导过氧化物酶体过度自噬从而激活细胞铁死亡发挥功能”，而 A 基因高表达或者低表达的原因不清楚，就可以从 RNA 修饰角度进行解释 ，当然除了 RNA 修饰外，考虑的角度还有很多，比如我们之前总结过的 14 种 ： 国自然思路|疾病中“基因高（低）表达”原因的3个维度和14种可能性……

二、4个关键要素

为了让逻辑更加清晰，以“ RNA 修饰酶 A 增加靶基因 mRNA 的 m5C 修饰水平，从而促进其 mRNA 翻译，最终提到靶基因蛋白水平 ”为科学假说，在立项依据或者文章中需要体现这几个关键要素：

1. 为什么要关注 RNA 修饰？ RNA 修饰的类型是什么？

从上面两个思路来说，第一个思路很自然就能联系到， 即 RNA 修饰酶被药物或者风险因素诱导表达或者抑制，因此关注 RNA 修饰的下游靶分子是理所当然的。

而第二个思路中比较常见的一个切入点就是与 RNA 修饰关键酶（或蛋白）的相关性，但是这里主要是 Writer 、 Eraser 以及部分影响 RNA 稳定性的 Reader 蛋白 。比如 GPX4 mRNA 的表达水平与 RNA m5C 修饰的 Writer 蛋白（ RNA ） NSUN1 、 ALKBH1 、 Eraser 蛋白 TET1 和 Reader 蛋白 ALYREF 等 显著强 / 中正或者负相关 ，因此考虑这些 RNA 修饰关键酶（或蛋白）的调控作用。

但是，对于不是影响 RNA 表达丰度的 Reader 蛋白，则通过 RNA pulldown 等实验切入比较合适 ，比如对 GPX4 mRNA 进行 RNA pulldown 后 质谱鉴定结合的蛋白 ，结果发现结合蛋白中有对应的 RNA m5C 修饰的 Reader 蛋白，比如 ALYREF 和 YBX1 等。

2.RNA 修饰的底物 RNA 类型是什么？即为什么是 mRNA ，而不是 tRNA 、 rRNA 等？

虽然关注 mRNA 、 lncRNA 等比较多，但 tRNA 、 rRNA 的修饰关注更少，因此创新性相对更好。 而考虑到 tRNA 和 rRNA 与“核糖体生成”和“蛋白翻译”过程有关 ，因此如果前期发现的关键通路（ Pathway ）、生物学过程（ BP ）以及细胞元件（ BP ）与“核糖体生成”和“蛋白翻译”有关，是有合理的理由考虑 tRNA 、 rRNA 上的 RNA 修饰的。

3.RNA 修饰的关键酶（或蛋白）是什么？ Writer ， Eraser 还是 Reader ？

如果 RNA 修饰水平升高或者降低，更容易考虑到 RNA 酶本身表达造成的， Writer 增加还是 Eraser 减少？但 Reader 只是 可能影响 RNA 的表达丰度。当然，如果大家发现 RNA 水平没有变化，而翻译组学和蛋白组学结果提示 mRNA 翻译效率和蛋白总量发生改变，就可以从 Reader 蛋白角度阐述 RNA 修饰对其翻译的影响 。

4. RNA 修饰对 RNA 的影响是什么？

RNA 修饰对 RNA 的影响包括但不限于 RNA 的稳定性、剪接、转运和翻译等过程 。我们看文献会发现不管是 m6A 还是 m7G 、 ac4C ，修饰水平高低或者哪种修饰对 RNA 的影响似乎没有什么规律，其实关键在于： 发生修饰的位点在 mRNA 上的位置以及修饰对 RNA 本身的影响 ，比如发生在 3’UTR 区的修饰更多影响 RNA 稳定性，而发生在 5’UTR 或者第一个 Exon 的修饰更多影响翻译过程，而在 Exon-Intron 区域的修饰更多影响剪接过程。这些其实都是 RNA 的结构特性所决定的。