酶能催化不能自行发生的生化反应。在自然界中，大多数蛋白质都能发挥酶的作用。然而，其他分子，如RNA分子，也可以进行酶反应。在以前以DNA和蛋白质为基础的现代生活时代，RNA被认为既具有主要遗传物质的功能，也具有催化剂或核酶的功能。核糖酶已经在自然界中被发现，它们催化RNA的切割和连接反应——主要是在RNA剪接和逆转录转位的环境下。在体外选择的核酶已经进化为RNA连接酶和复制酶，可以复制自身或其祖先，并能够产生功能性RNA(包括适配体和核酶)。

最近，在国际期刊《自然》上发表的一篇研究报告中，来自Julius-Maximilians-Universit?t Würzburg的科学家们发现了一种新的核酶，它利用o6 -甲基鸟嘌呤作为小分子辅助因子，催化底物RNA中1-甲基腺苷的位点特异性安装。核酶显示了广泛的rna序列，如不同rna的位点特异性腺苷甲基化。这种新的核酶可能成为世界上已知的第一种甲基转移酶，研究人员将其命名为MTR1。

In vitro selection of methyltransferase ribozymes.

图1所示。在体外甲基转移酶核酶的选择。(Scheitl C p M，等, 2020)

在这项研究中，研究人员描述了这种新型核酶的细节。在靶向RNA中，可产生甲基化核苷-1-甲基腺苷(m1A)，甲基基团可从游离甲基鸟嘌呤核酸碱基(o6 -甲基鸟嘌呤，m6G)转移到核酶结合袋中。MTR1甲基转移酶核酶的甲基基供体是一种简单的甲基化碱基。从概念上讲，核酶通过RNA-蛋白质复合物模拟RNA引导的RNA甲基化，如参与核糖体RNA 2'- o甲基化的CD-box RNps。核酶结合了两种功能-引导和酶-在一个单一的RNA分子。体外选择的核酶催化核心中的辅因子结合位点可能类似于嘌呤核开关中的鸟嘌呤或m6G的结合位点。因此，可以想象甲基转移酶核糖酶可能是由已知的结合现代甲基转移酶辅助因子的核糖开关rna进化而来，包括s -腺苷蛋氨酸(SAM)和亚甲基四氢叶酸(THF)衍生物。这种新的核酶的发现说明了它进化的一个非常有趣的方面。根据RNA世界假说，RNA是最早储存信息和具有酶活性的分子之一。研究人员开发的核酶可能在进化过程中产生甲基化RNA，进而可能导致RNA分子出现更大的结构和功能多样性。

RNA甲基化被认为是生物化学反应的开或关开关。它在RNA结构的功能中起着关键作用，并控制着细胞中的许多生命过程。这种新型核酶MTR1不仅可以将一个甲基附着在合成的RNA结构上，还可以附着在细胞内的天然RNA链上。因此，这一结果可能会引起许多细胞生物学家的注意。

新开发的核酶mtr1有望在未来的许多研究领域中发挥重要作用，如有助于更好地理解RNA的甲基化作用、结构与功能之间的相互作用等。报告的发现对审查催化RNA的进化，以及研究RNA甲基化在当代生物学的基础方面有启示。鉴于MTR1与m6dG的活性，似乎可以发展出类似的核酶活性来催化RNA(或DNA)上甲基的去除，从而模拟烷基化损伤反应途径的修复酶。这种假设的RNA修复核酶可能是RNA世界中有益的催化剂，通过释放由环境破坏衍生的诱变甲基化区块，并干扰忠实的沃森-克里克碱基配对，从而帮助RNA复制酶的进化。下一步是揭示这些新的核酶的结构和RNA催化甲基化的详细化学机制。随着新方法的发展，研究人员还将开发具有多种反应的核酶。

原文标题：

Scheitl C p M, et al. Site-specific RNA methylation by a methyltransferase ribozyme. Nature, 2020: 1-5.