RNA-Methyltransferase

Es existiert eine Vielzahl unterschiedlicher RNA-Methyl-Modifikationen, von denen N6-Methyladenin (m6A) am häufigsten vorkommt. Die Modifikationen wurden an verschiedenen RNA-Variationen detektiert, einschließlich mRNA, rRNA, tRNA, miRNA und lncRNA.

RNA-Methyltransferasen benötigen häufig andere Proteine als Cofaktoren für die Methylierungsreaktion. Diese übernehmen beispielsweise die Substratbindung, steigern die katalytische Effizienz oder die Proteinstabilität.

Ein Großteil der m6A-Modifikationen wird durch das Methyltransferasenpaar METTL3 und METTL14 gebildet. METTL3 ist dabei das katalytisch aktive Enzym, während METTL14 bei der Bindung der Substrate assistiert. Es sind häufig noch weitere Proteine an der Reaktion beteiligt, die gemeinsam mit METTL3 und METTL14 einen Proteinkomplex bilden, hierzu zählen z.B. WTAP und VIRMA.

METTL16 katalysiert die Methylierung der U6-snRNA.

METTL5 ist für die m6A-Modifikation an der 18 S-rRNA verantwortlich, ZCCHC4 methyliert die 28s-rRNA.

Nicht nur intern können Nukleobasen methyliert werden, sondern auch am 5‘-Ende der mRNA. Der Proteinkomplex aus RNMT und RAMAC vermittelt die Methylierung an Position N7 des Guanins während des Cappings. PCIF katalysiert die Bildung der m6Am-Modifikation am Adenosin, das an zweiter Position steht. Es existieren ebenfalls virale Capping-Enzyme, die virale mRNA methylieren und so die Erkennungsmechanismen der Wirtszelle umgehen. Beispiele sind die O-Ribose-Methyltransferase und die Guanin-N7-Methyltransferase.

METTL3 und METTL14 weisen hohe Expressionslevel bei Krebserkrankungen auf (z.B. bei Leukämie, Mamma- und Ovarialkarzinom). Des Weiteren spielen sie eine Rolle bei Virusinfektionen (z.B. mit HIV und HCV).

• Zhou et al. Principles of RNA methylation and their implications for biology and medicine Biomed Pharmacother 2020