目前在RNA中发现了超过170种修饰，包括m6A、m5C和m7G。它们通过作用于RNA的三级结构、生物发生、定位和功能，增加了RNA物种的复杂性。

在这些修饰中，m6A在近三年国自然申请中炙手可热，已逐渐显露出泛滥之势，竞争十分激烈，但是另一种m5C却在2020-2022年中标数量逐年升高，且还处于爬升阶段。

1. m5C概述

m5C修饰是指供体的一个活性甲基被添加到RNA中胞嘧啶碱基的第5位碳，它是一种广泛存在的RNA修饰，在mRNA和非编码RNA中都有检测到，包括tRNA、rRNA、snRNA和eRNA等。在tRNA中，m5C可以维持稳态，优化密码子-反密码子配对，调节应激反应，并控制翻译效率。

mRNA m5C修饰与mRNA的稳定性、剪接和核浆转运，DNA损伤修复，增殖和迁移，干细胞的发育、分化和重编程等各种生物过程有关。

异常的mRNA m5C修饰与多种疾病的病因有关，包括动脉硬化、自身免疫性疾病和癌症。

2. m5C修饰工具酶

m5C 修饰主要由3种类型的蛋白质介导，分别是甲基转移酶（writer）、去甲基化酶（eraser）和阅读蛋白（reader）。

1）甲基转移酶（writer）

m5C的甲基转移酶（RCMTs）利用腺苷甲硫氨酸作为甲基供体，将甲基转移到胞嘧啶上形成m5C。目前已经发现了10多种类型的RNA m5C甲基转移酶，包括DNMT2、TRDMT家族成员、NSUN家族。其中，NSUN甲基转移酶包括几个成员：NSUN1到NSUN7 和NSUN5a/b/c。其中最明确的是NSUN2（Trm4）。DNMT2和NSUN2具有互补的靶点特性。

拟南芥中的TRDMT家族包括TRM4A和TRM4B。

2）去甲基化酶（eraser）

蛋白质去甲基化酶（如TET酶家族）通过介导RNA的去甲基化使其具有可逆性。TET1-3具有作为RNA去甲基化酶的潜力，其过表达可以显著提高HEK293T细胞中RNA 5hmC的水平。

有研究发现，线粒体DNA和RNA双加氧酶ALKBH1也参与了细胞质tRNAs的去甲基化。ALKBH1的缺失导致线粒体翻译和耗氧量的严重防御，说明ALKBH1的RNA m5C代谢在调节线粒体活性方面具有很大的潜力。

3）阅读蛋白（reader）

RNA m5C结合蛋白，如ALYREF和YBX1，通过识别并结合m5 C位点发挥生物学效应。

ALYREF是细胞核中识别的第一个mRNA阅读蛋白，具有K171的关键m5C识别位点。m5C通过在细胞核中的病毒RNA转录本被m5C阅读蛋白ALYREF识别，这有助于输出到细胞质。

YBX1在人细胞中被鉴定为细胞质m5C阅读蛋白。YBX1专门靶向几种含有m5C的致癌基因，如HDGF，并促进这些致癌基因的稳定性和癌症进展。87.8%的m5C修饰的mRNA被YBX1识别出来。

3.文章案例

FMRP通过促进TET1介导的m5C RNA修饰去甲基化来促进转录偶联的同源重组

2022年2月14日，南京医科大学在PNAS（Q1区，IF：11.1）上发表了题为 FMRP promotes transcription-coupled homologous recombination via facilitating TET1-mediated m5C RNA modification demethylations的研究论文。

该研究揭示了m5C reader FMRP协调m5C writer TRDMT1和eraser TET1转录偶联同源重组，促进癌细胞mRNA依赖性的修复和细胞存活。

RNA甲基转移酶TRDMT1在转录区域DNA双链断裂（DSB）处的mRNA上生成m5C，促进转录偶联同源重组（HR）。该研究发现脆性X智力迟钝蛋白（FMRP）通过m5C writer TRDMT1和m5C eraser TET1相互作用促进转录偶联HR。

TRDMT1、FMRP和TET1在DSB转录活性位点按时间顺序起作用。FMRP对含有m5C修饰RNA的DNA:RNA杂链亲和力高于未修饰的杂链，并促进TET1在体外对m5C进行去甲基化，且FMRP是R环解决必需的。

未解决的R环和m5C阻止DSB修复，FMRP缺失导致DSB在转录活性位点修复延迟，表明m5C reader FMRP协调m5C writer和eraser，促进癌细胞mRNA依赖性的修复和细胞存活。