创新方法！陈鲲淇/孟佳/黄戴赟团队开发新工具实现6种RNA修饰同步检测，解锁表观转录组动态互作密码

RNA的化学修饰曾被视为基因表达的微调旋钮，但因技术限制，科学家长期无法全面解析多种修饰的共存与互作。近日，福建医科大学陈鲲淇&西交利物浦大学孟佳/黄戴赟团队在国际知名学术期刊《Nature Communications》发表了一项最新研究成果——DirectRM工具，该工具首次实现对6种关键RNA修饰（ac4C、m1A、m5C、m6A、m7G、Ψ）的同步检测，不仅破解了传统方法单修饰检测的痛点，更揭示了修饰间的动态关联，为理解表观转录组的复杂调控网络打开了新窗口。

从头检测RNA修饰位点

技术革新：从单修饰检测到多修饰同步解析

通过多标签模型推断修饰位置及类型

传统RNA修饰检测依赖NGS，但每种修饰需独立富集，导致结果不一致；纳米孔直接RNA测序虽能单分子读取，但现有工具多针对单一修饰（如m6A）或无法区分类型。DirectRM的核心创新在于两阶段整合框架：

• 候选位点识别：先用二元分类器结合两个严格指标——Wilcoxon检验（信号均值偏离度）和碱基调用错误（插入/缺失/错配），精准筛选非经典修饰kmer（连续核苷酸片段），排除假阳性；

• 修饰类型与定位：基于注意力机制的多标签神经网络，同时解析kmer内的修饰类型及具体位置。模型训练数据来自天然RNA的分子级特征，保留了真实的表观转录组复杂性。

之前的工具像单筒望远镜，只能看一种修饰；DirectRM是广角镜头，能同时看清所有修饰的位置和类型。

性能验证：精准度超越现有工具

DirectRM的整体设计框架

研究团队在人类细胞系（HepAD38、MT-4）和HTLV-1病毒RNA中验证了DirectRM的性能：

• m6A检测：在A549肺癌细胞系，DirectRM识别的m6A位点有46.18%通过NGS验证，远超现有工具；

• 非DRACH模体检测：突破现有工具局限，首次检测到非经典m6A位点；

• 泛化能力：在MT-4血液细胞系中，DirectRM仍保持高AUROC（>0.85），并检测到lncRNA、rRNA等多种非编码RNA的修饰。

人类MT-4细胞系中RNA修饰的鉴定

HTLV-1病毒RNA中RNA修饰的鉴定

生物学发现：修饰间的动态对话

RNA修饰间的关联分析

借助纳米孔长读长优势，DirectRM首次在单分子水平解析了修饰间的关联：

• 转录本水平：不同修饰倾向于聚集（距离更近），如m6A与m1A常相邻；

• 分子水平：相邻修饰会互相抑制——若一个位置有m6A，其100bp内其他修饰的出现概率显著降低。

这种负关联可能是功能协调的结果。比如m6A结合YTHDF2蛋白促进RNA降解，而m5C结合同一蛋白则稳定RNA；两者相邻时，会减少彼此的存在，避免功能冲突。在HTLV-1病毒RNA中，DirectRM进一步验证了这一规律：Tax基因（病毒致癌基因）上的m6A与m5C修饰，通过负关联调控病毒RNA的稳定性，突变实验显示，修饰位点的丢失会显著降低病毒蛋白表达。

tNPs在缺血再灌注损伤后保护移植肾

应用前景：从基础研究到精准医疗

DirectRM的开源特性为其广泛应用铺平了道路：

• 癌症研究：解析肿瘤细胞中修饰的动态变化，寻找致癌修饰靶点；

• 病毒感染：检测病毒RNA修饰，揭示病毒逃避免疫的机制；

• 神经疾病：研究脑内RNA修饰的分布，理解阿尔茨海默病等的发病机制。

DirectRM的诞生，标志着表观转录组研究从单点检测进入网络解析。该工具不仅提升了RNA修饰检测的精度，更让我们首次看到修饰间的对话，为理解生命复杂调控提供了全新维度。

https://www.nature.com/articles/s41467-025-64495-8

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