信使rna (mRNA)对蛋白质的生产至关重要。它们在链开头的特殊结构，称为帽状结构，有两个主要功能。它保护信使RNA不被破坏，但它也在信使RNA产生蛋白质的方式中起着关键作用。
除了帽状结构，mRNA的前几个核苷酸还可以携带被称为甲基化的小装饰。它们存在于动物以及它们的一些寄生虫中，如SARS病毒和锥虫，但它们的目的仍然是个谜。
尽管科学家们已经知道这些mRNA修饰超过45年，但它对mRNA功能的影响还没有被很好地理解。这是因为科学家们还不能证明当mRNA的甲基化被“敲除”或从动物模型生物体中移除时会发生什么。
在发表在《自然通讯》杂志上的一项新研究中，来自伯明翰大学、牛津大学、诺丁汉大学和华威大学的研究人员通过移除果蝇的两个关键基因，成功地创建了一个knockout模型。这意味着他们能够展示当果蝇没有甲基化过程中使用的两种酶时会发生什么。
他们发现，尽管转基因果蝇仍然活着，但这两种酶在动物的奖励学习过程中发挥了重要作用。这些果蝇在学习特定气味与糖奖励之间的联系方面存在缺陷。
伯明翰大学生物科学学院的首席作者Matthias Soller博士说:“这项研究向我们表明，mRNA的修饰在大脑中有重要的功能。即使这些苍蝇活着，它们也不太有能力学习基本的生存技能。”
这项研究建立在该论文的共同作者之一、诺丁汉大学(University of Nottingham)的鲁珀特·弗赖(Rupert Fray)教授之前所做的工作的基础上，他发现，老鼠体内的帽子变化是高度动态的。
研究小组发现，这些修饰在将mrna运送到突触(神经元之间的通讯场所)方面发挥了作用。
牛津大学神经回路与行为研究中心的斯科特·瓦德尔教授说:“这种学习表型带来了许多新问题。尽管我们还不知道潜在的神经元功能障碍的详细性质，这让人想起了与脆性X智力迟钝蛋白FMRp相关的遗传疾病，它也涉及RNA生物学，已知会在突触发育和可塑性方面产生缺陷。”
伯明翰城市大学的Irmgard Haussmann博士补充说:“分析cap的改变是非常具有挑战性的，需要采取进一步的技术障碍来观察特定mrna的改变。”
诺丁汉大学兽医和科学学院的Nathan Archer博士补充说:“这与SARS和其他具有自身帽状甲基化酶的病毒高度相关，但我们并不真正了解这在病毒与宿主的相互作用中扮演什么角色。”
该团队下一步将更详细地研究修饰后的mRNA能够影响与奖赏学习和病毒传播相关的蛋白表达的机制。
Journal Reference:
Irmgard U. Haussmann, Yanying Wu, Mohanakarthik p. Nallasivan, Nathan Archer, Zsuzsanna Bodi, Daniel Hebenstreit, Scott Waddell, Rupert Fray, Matthias Soller. CMTr cap-adjacent 2′-O-ribose mRNA methyltransferases are required for reward learning and mRNA localization to synapses. Nature Communications, 2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-022-28549-5