2025年3月12日,中国农业科学院兰州兽医研究所动物病毒分子生态学团队在《美国国家科学院院刊(PNAS)》上发表了题为“ N 6-methyladnosine of vRNA facilitatesinfluenza A virus replication by promoting the interaction of vRNA with polymerase proteins”的研究论文。该研究揭示了流感病毒利用宿主的m6A修饰直接促进病毒聚合酶活性的重要作用,为靶向病毒RNA表观修饰研发流感防治新技术提供了基础依据。
RNA修饰是指在RNA分子特定的碱基、核糖或磷酸基引入化学修饰基团,从而改变RNA的结构和功能。RNA修饰可影响RNA生成、转运、功能和代谢等生物学进程,进而调控细胞功能。m6A甲基化修饰是真核生物中最普遍且含量最丰富的RNA修饰类型之一。通过细胞中METTL3/14等m6A甲基转移酶,可以将带正电荷的甲基添加到RNA分子(带负电荷)的特定位置,从而改变RNA局部电荷,进而影响RNA的生物学性质以及与其他分子的相互作用。而m6A结合蛋白可识别m6A修饰的RNA,从而在分化、发育、肿瘤发生发展等多种生物学过程中发挥着重要调控功能。
RNA的m6A修饰最初于1974年发现,而在几乎同一时间,就有研究发现流感病毒基因组RNA同样含有m6A修饰,但其对病毒RNA的功能数十年来鲜有报道。该研究发现,不同亚型不同物种来源的流感病毒普遍可以利用宿主细胞的m6A修饰系统给病毒基因组RNA添加m6A修饰,类似于“贴标签”。相比于没有“贴标签”的病毒RNA,m6A修饰的病毒RNA(有“标签”)与病毒聚合酶蛋白的互作水平更高。这就意味着有“标签”的病毒RNA可以更迅速地完成自身的复制和转录。通过这种方式,流感病毒利用感染细胞的m6A修饰系统给自身基因组RNA添加m6A修饰,直接促进病毒RNA与病毒聚合酶蛋白的结合,进而促进病毒聚合酶活性以及病毒基因组RNA的转录和复制,从而实现病毒在宿主细胞中的高效复制。该研究还证实,这一过程并不需要宿主m6A结合蛋白的参与。
该研究揭示了流感病毒利用宿主m6A修饰直接促进自身基因组复制的重要调控机制,阐明了宿主表观修饰对流感病毒复制能力和致病性的关键作用,为病毒的RNA修饰研究提供了范例,也为流感减毒疫苗设计和流感防治新技术研发提供了理论依据。
中国农业科学院兰州兽医研究所王倩助理研究员为本文的第一作者,朱启运研究员为本文的通讯作者,徐帅副研究员为共同第一作者兼共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和甘肃省科技重大专项等项目资助,同时该研究也得到国家禽流感参考实验室在平台和实验材料等方面的大力支持。