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哺乳动物的大脑皮层是已知的最复杂的结构,控制着生物几乎所有的复杂行为。皮层由多种细胞类型组成,在胚胎和出生后发育过程中形成一个由内而外组织良好的层状结构。大脑皮层的发育是极其精准的过程,受到基因组,表观遗传因子的共同控制。表观转录组学,尤其是N6-甲基腺苷（N6-methyladenosine,m6A）调控已经引起广泛的关注。m6A是真核生物体内含量最丰富的RNA修饰,对基因的转录后调控过程至关重要。甲基转移酶样蛋白3（Methyltransferase-like protein 3,Mettl3）是m6A甲基转移酶复合体最重要的组成成分之一,负责将甲基基团安装到RNA上合适的位置。脂肪质量与肥胖相关蛋白（Fat mass and obesity-associated protein,Fto）是m6A两个主要的去甲基化酶之一,负责将甲基基团从RNA上去除。Mettl3和Fto的作用得到了广泛的阐释,然而,他们在哺乳动物皮层发育中的作用尚未见报道。本研究构建了m6A甲基转移酶Mettl3的条件性敲除小鼠（Mettl3 conditional Knockout,M-c KO）,和m6A去甲基化酶Fto条件性敲除小鼠（F-c KO）,并通过与Emx1-Cre小鼠交配获得皮层特异性敲除鼠。对小鼠的观察和测序结果分析,我们发现:1.Mettl3的大脑皮层特异性敲除导致了小鼠严重的出生后发育不良,哺乳期存活率下降至30%。敲除Mettl3在E15.5时期导致中间祖细胞（Intermediate Progenitors,IPs）数量显著性增加,神经元的生成减少。同时,放射状胶质细胞（Redial Glial Cells,RGCs）和IPs呈现聚集性,进而导致所有大脑皮层细胞分层紊乱和褶皱。出生后褶皱消失,神经元数量减少并导致皮层变薄。2.对E15.5时期M-c KO小鼠的大脑皮层组织进行转录组测序（RNA Sequencing,RNA-Seq）和翻译组测序（Ribosome Profiling,Ribo-Seq）表明,Mettl3的删除导致了大规模的转录和翻译失调,同时,大脑皮层内的基因翻译效率（Translational Efficiency,TE）也显示出大量改变。在RGCs和IPs中高表达的基因在M-c KO中也发生了大量的转录和翻译改变,这些差异基因主要富集在细胞周期,神经发生,轴突投射和细胞分化等生物进程。3.Fto的大脑皮层特异性删除导致轻微的症状。个体层面上表现为哺乳期存活率轻度下降至80%。组织和细胞层面与对照组没有显著性差异。4.RNA-Seq和Ribo-Seq检测结果显示,Fto的敲除也导致了大量的转录和翻译失调,同时,大脑皮层内的基因TE也表现出部分改变。对RGCs和IPs中高表达的基因进行基因本体论（Gene Ontology,GO）富集发现,差异基因主要富集在对创伤和有毒物质的响应等生物进程。这可能是F-c KO小鼠生存率下降的原因。5.对M-c KO和F-c KO的联合分析发现:Mettl3的删除比Fto的删除导致更大规模的转录和翻译改变。同时,在小鼠胚胎大脑控制RGCs和IPs发育的关键基因中,Mettl3而非Fto的缺失引起了显著性的下调。6.多种m6A相关酶在M-c KO中翻译上调,而在F-c KO中则没有显著性改变。这可能是引起基因表达差异的主要原因。我们的研究结果表明,在哺乳动物大脑皮层发育中,Mettl3和Fto具有不同的功能。Mettl3在调控m RNA的转录和翻译过程中起到更关键的作用,是大脑皮层正常发育所必须的。