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伯豪生物 | RNA m6A 修飾在病毒和病毒感染中的研究方案(上)
發(fā)布時間:2020-02-18 瀏覽次數(shù):8105
小編將為大家介紹4篇m6A修飾在病毒感染中的研究案例。

      2020 年初,武漢新型冠狀病毒的爆發(fā),把病毒這個小小的壞東西一下子推到大眾的視野中。目前舉國上下都時刻關注著疫情的發(fā)展,全國各地醫(yī)療資源都在馳援武漢,同期對應的科學研究也在快速展開,從病毒溯源、快速核酸試劑盒的開發(fā)、疫苗研制、藥物治療以及血清治療等都相繼有序進行。

      

      這次小編將為大家介紹 4 篇 m6A 修飾在病毒感染中的研究案例。今天的兩篇來自杜克大學 Stacy M. Horner 教授。2016 年 Stacy M. Horner 教授先是發(fā)表了“黃病毒科 RNA 基因組 m6A 修飾調(diào)節(jié)病毒的感染性”。2019 年又針對黃病毒科病毒對宿主 m6A 修飾的影響進行了研究,發(fā)現(xiàn)病毒感染期間激活的信號通路會導致宿主 mRNAs 的 m6A 修飾變化進而調(diào)控病毒感染。另外兩篇則來自俄亥俄州立大學何川教授和 Li Jianrong 教授在 2019、2020 年相繼發(fā)表的 RNA 病毒的 m6A 研究。兩篇研究思路基本一致,都主要是針對病毒自身 RNA 上 m6A 的修飾對病毒生命周期影響的研究,同時發(fā)現(xiàn) m6A 缺陷型的毒株,毒力均減弱,但免疫原性卻依然不變,可以作為未來的對應疫苗研制的候選。

01


      杜克大學 Stacy M. Horner 教授在 2016 發(fā)表的文章研究對象來自黃病毒科病毒。黃病毒科(Flaviviridae)的病毒主要感染哺乳類動物,遺傳物質為單鏈線型的 RNA。它們主要通過節(jié)肢動物載體(主要是蜱和蚊子)傳播。該科從黃熱病病毒(黃病毒科病毒)獲得其名稱,'flavus'在拉丁語中表示黃色,而黃熱病又因其傾向于在受害者中引起黃疸而命名。目前在這個科中有超過 100 種,分為四個屬。黃病毒屬(Flavivirus)、瘟疫病毒屬(Pestivirus)、肝炎病毒屬(Hepacivirus)、趨肝性病毒屬(Pegivirus)。與該家族相關的疾病包括:丙型肝炎病毒,肝炎,瘟病毒,出血綜合征,流產(chǎn),致命性粘膜疾病,黃病毒,出血熱,腦炎和出生缺陷小頭癥(茲卡病毒)。



摘要:

作者在本文描述了 m6A 修飾在 HCV 病毒生命周期中的調(diào)控作用,證明了 m6A 甲基轉移酶負調(diào)控感染性 HCV 顆粒的產(chǎn)生,m6A 結合的 YTHDF 蛋白重新定位于 HCV 顆粒產(chǎn)生的位點,并抑制病毒感染的這一階段。抑制 m6A 修飾會增強病毒滴度,增加 HCV RNA 與 HCV 核心蛋白的相互作用。描述了其他幾種黃病毒科的 m6A 修飾情況,包括 ZIKV, DENV, WNV,和 YFV??傊?,數(shù)據(jù)顯示 m6A 修飾調(diào)節(jié) HCV 感染,并為更深入的探究 m6A 在黃病毒科病毒家族中的功能奠定了基礎。值得一提的是,文章中的病毒基因組并不是單獨提取得到,而是與宿主細胞一起提取出 total RNA,再進行 MeRIP-seq,分別與宿主和病毒基因組進行比對,從而得到病毒基因組上 m6A 整體修飾情況。

研究思路:

結果展示:







Stacy M. Horner 教授首先通過上述實驗對 m6A 修飾在病毒本身生命周期的作用探究后,確定了 m6A 甲基轉移酶負調(diào)控感染性 HCV 顆粒的產(chǎn)生,同時 m6A 結合的 YTHDF 蛋白均重新定位于 HCV 顆粒產(chǎn)生的位點,并抑制病毒感染的這一階段。數(shù)據(jù)顯示 m6A 修飾的改變調(diào)節(jié) HCV 感染,并為在更廣泛的黃病毒科病毒家族中探究 m6A 的功能奠定了基礎。


02

在 2019 年,Stacy M. Horner 教授緊接著又對上述病毒感染人類細胞后 m6A 修飾對機體的具體互作通路展開探討。

05

摘要:

作者發(fā)現(xiàn)被黃病毒科(DENV 登革熱病毒、ZIKV 寨卡病毒、WNV 西尼羅河病毒 &HCV 丙型肝炎病毒)病毒感染后,細胞中 mRNA 的 m6A 修飾會發(fā)生改變,包括 RIOK3 和 CRRBP。在病毒感染期間,RIOK3 的 m6A 修飾會促進其轉錄,然而 CIRBP 的 m6A 修飾丟失會促進其轉錄本剪切編輯。作者還發(fā)現(xiàn)病毒感染引起的免疫應答激活或內(nèi)質網(wǎng)應急反應分別有助于 RIOK3 和 CIRBP 的 m6A 修飾。同樣 m6A 修飾發(fā)生改變的一些轉錄本,包括 RIOK3 和 CIRBP 等編碼蛋白會也影響病毒感染??偠灾?,這項工作揭示了病毒感染期間激活的信號通路會導致宿主 mRNAs 的 m6A 修飾變化進而調(diào)控感染,說明發(fā)生 m6A 修飾的 mRNA 轉錄后調(diào)控會潛在影響病毒復制。


研究思路:


研究思路:






作者在 RIOK3 和 CIRBP 轉錄本都改變了 m6A 的修飾后,為探究其編碼的蛋白產(chǎn)物是否影響黃病毒科感染,使用小干擾 RNA (siRNA) 敲低了 Huh7 細胞中的 RIOK3 和 CIRBP 表達,用 DENV、ZIKV 或 HCV 感染這些細胞,然后在感染后 72 小時后的上清液中測量病毒滴度。


      總之,作者發(fā)現(xiàn)黃病毒科感染導致轉錄本 m6A 的改變可以影響病毒感染引起的先天免疫激活和內(nèi)質網(wǎng)應激反應,進而調(diào)節(jié)特定細胞 mRNA 中 m6A 水平的信號。m6A 和其他 RNA 修飾對特定轉錄的后轉錄調(diào)控可能是感染程度的重要決定因素。

      今天 Stacy M. Horner 教授案例就介紹到這里,后面將為大家介紹俄亥俄州立大學 Li Jianrong 教授在 2019、2020 年相繼發(fā)表的 RNA 病毒 m6A 研究。兩篇文章研究思路基本一致,都主要是針對病毒自身 RNA 上 m6A 修飾機制對病毒生命周期影響的研究。同時發(fā)現(xiàn) m6A 缺陷型的毒株可以作為未來對應疫苗研制的候選。大家敬請期待。

大家敬請期待:m6A  修飾在病毒和病毒感染中的研究方案(下)

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