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2023年11月8日，美国加州大学河滨分校的汪寅生研究团队在Nature上在线发表题为m1A in CAG repeat RNA binds to TDP-43 and induces neurodegeneration的文章。该研究发现CAG重复序列RNA上的腺苷A会被甲基化成m1A，并且这种甲基化丰度会随着重复序列长度增加而升高；此外，研究人员进一步发现，m1A通过直接与TDP-43蛋白相互作用，诱导其从液-液相分离向类固态相分离转变，进而导致其正常功能的丧失；研究还发现m1A修饰升高是秀丽隐杆线虫CAG重复扩增诱导的神经退行性疾病的因素之一。
研究人员首先比较了不同长度的CAG重复序列RNA上的腺苷甲基化修饰丰度，发现m1A丰度与CAG重复序列长度呈正相关。他们也在小鼠的纹状体脑组织、果蝇的头部组织和线虫的神经组织观察到了同样的现象。进一步研究发现，TRMT61A和ALKBH3分别是CAG重复序列RNA里面m1A的甲基化转移酶和去甲基化酶。他们并且发现CAG序列扩增的表达导致m1A去甲基化酶ALKBH3的低表达， 进而导致m1A丰度随着CAG重复序列的增长而升高。研究人员在具有CAG重复扩增序列的线虫和果蝇疾病模型中发现，通过过表达ALKBH3进而下调m1A可以显著改善线虫的神经退行性病变，并且可以显著延长果蝇的寿命。
接下来研究人员通过细胞培养稳定同位素标记技术（Stable isotope labeling by amino acids in cell culture, SILAC），筛选并确定了TDP-43是一个m1A识别蛋白；电泳迁移率变化实验（EMSA）进一步证明TDP-43蛋白可以直接和带有m1A的RNA有很强的亲合作用。为了验证m1A如何影响TDP-43蛋白在细胞的分布和表现形式，他们比较了TDP-43蛋白在对照组（22个CAG重复序列，(CAG)22）和病理性CAG重复扩增组（38个CAG重复序列，(CAG)38）的形态表现差异，发现(CAG)38导致TDP-43以聚集体（aggregation）的形式在细胞质中错误积累，并且CAG重复扩增RNA上的m1A通过直接结合TDP-43，导致其由液-液相分离向类固态相分离转变，这种类固态凝聚体是神经退行性疾病模型中TDP-43的主要表现形式。然而，下调TRMT61A或上调ALKBH3可以显著减少TDP-43在细胞质中的错误聚集，并且可以恢复TDP-43液-液相分离的表现形式。通过体外合成具有相同长度（16个CAG重复序列）但不同m1A修饰程度的CAG重复序列RNA，研究人员进一步证明，CAG 重复序列RNA上的m1A修饰程度越高，会导致更多的内源性TDP-43蛋白发生聚集并在细胞质中错误聚集。
总的来说，这项研究揭示了m1A在CAG重复序列扩增介导的神经退行性疾病发生过程中的重要作用，对于干预相关神经退行性疾病具有重要指导意义。
