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北京基因组钻研所(国度生物信息中心)综述宿主介导的RNA编纂对病毒的影响

   RNA编纂作为一种沉要的共/转录后建饰 ,可能诱导内源性及表源性RNA序列的核苷酸产生扭转。这种变动在险些所有细胞性命的多多生物过程中阐扬沉要作用 ,并与蕴含癌症在内的多种人类疾病息息有关。在后活泼物中 ,重要的RNA编纂类型蕴含A-to-I与C-to-U两种 ,别离由ADAR和APOBEC家族酶催化。除催化活性表 ,作为RNA结合蛋白的ADARs和APOBECs还能够直接与RNA底物相互作用 ,从而对内源性和表源性RNA ,出格是病毒RNA的生物学职能产生复杂的分子效应。迄今为止 ,钻研人员已经在分歧的病毒中鉴定出很多宿主介导的RNA编纂事务 ,但仍不足对分歧类型病毒中RNA编纂有关机造和效应的全面相识。

  近日 ,北京基因组所(国度生物信息中心)章张、郝丽丽钻研团队 ,结合北京大学分子医学钻研所李川昀钻研团队 ,凭据巴尔的摩病毒学分类 ,基于正链单链RNA (+ssRNA)、负链单链RNA (-ssRNA)、单链RNA逆转录(ssRNA- RT)、双链DNA (dsDNA)和双链DNA逆转录(dsDNA- RT)的角度 ,综述了当前宿主介导RNA编纂的钻研进展 ,并以“Host-mediated RNA editing in viruses”为题 ,颁发在Biology Direct 杂志。

  该综述系统总结并描述病毒与宿主之间所涉及的RNA编纂机造(脱氨依赖/非依赖)和分子效应(促病毒/抗病毒)图景(如图) ,批注RNA编纂能够通过推进或抑造病毒复造、蛋白质合成蹬渍导促病毒或抗病毒作用。凭据该图景 ,钻研团队发现脱氨依赖性的RNA编纂重要存在于负链单链RNA (-ssRNA)病毒中 ,而仅少数正链单链RNA (+ssRNA)病毒中存在脱氨依赖性的调控 ,批注它们在RNA编纂机造上存在吩扃 ,可能是由于病毒复造机造和性命周期的分歧。此表 ,这种吩扃也可能与病毒传布蹊径有关。另一方面 ,分歧类型的病毒在宿主介导的RNA编纂方面也存在差距和类似之处。例如 ,RNA病毒偏差于同时使用ADARs和APOBECs ,而DNA病毒偏差于只使用APOBECs ,这将随着将来有关钻研的丰硕持续更新。此表 ,APOBECs ,出格是APOBEC3G ,在负链单链RNA (-ssRNA)病毒以表的险些所有病毒中阐扬抗病毒作用 ,而ADARs则参加除dsDNA病毒以表的险些所有病毒的编纂。很多其他特点 ,如宿主类型和病毒载量、毒性 ,也可能与RNA编纂机造有关。总的来说 ,这些了局讲了然宿主和病毒之间RNA编纂的多样性。

  内源性宿主RNA和表源性病毒RNA能够通过ADAR酶介导的差距编纂模式来分辨。有钻研发现 ,内源性RNA被适当编纂 ,而表源性病毒RNA在习染时编纂水平较低。RNA编纂水平较低会激活dsRNA传感器(MDA5)和随后的抗病毒滋扰素反映通路。因而 ,病毒RNA中的异常RNA编纂可能有利于病毒的免疫逃逸 ,这是由于宿主失落了分辨内源性宿主RNA和表源性病毒RNA的能力。

  宿主介导的RNA编纂固然在病毒中相对较弱 ,但可能是病毒进化的沉要贡献者。有钻研发现 ,病毒能够通过宿主介导的RNA编纂机造扭转病毒主题基因序列 ,从而降低毒性 ,加强传染性 ,并加快复造。分歧病毒分支中的RNA编纂事务可能是在差距进化选择下产生的 ,并有助于病毒表型的多样性。此表 ,某些特定的非同义编纂位点 ,如HDV中的amber/W位点 ,被以为是引发促病毒或抗病毒作用的关键。因而 ,宿主介导的RNA编纂可能是推进病毒适应性进化的摇篮 ,但在分歧类型的病毒中存在差距。一种如果是脱氨依赖性编纂有助于负链单链RNA (-ssRNA)病毒的适应性进化 ,这必要进一步的钻研。

  毫无疑难 ,当前病毒RNA编纂的钻研存在局限性。由于测序覆盖率低、测序谬误及短读长等问题 ,病毒中的RNA编纂位点可能被遗漏或谬误推算。具体而言 ,由于多个RNA编纂位点可能被共同编纂并产生复杂的作用 ,因而基于短测序reads来鉴别及验证相邻RNA编纂位点的共存是一项挑战 ,出格是对于表源RNA。在将来 ,由三代测序技术产生的长读长技术在获取RNA编纂位点的全貌以及检测病毒动态性命周期中RNA编纂位点之间的协同性方面拥有巨大潜力。

  此表 ,鉴于SARS-CoV-2盛行期间丰硕的高通量测序钻研 ,钻研团队以为有必要发展SARS-CoV-2队列钻研 ,系统钻研宿主介导的RNA编纂机造及其对病毒的分子效应 ,进一步探求轻、钟注沉度习染者的RNA编纂异质性。

  北京基因组所(国度生物信息中心)博士钻研生朱彤彤为本文的第一作者 ,章张钻研员、郝丽丽副钻研员为本文的共同通讯作者。北京大学分子医学钻研所李川昀教授参加了该钻研。该钻研得到国度天然科学基金等项主张赞助。

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有尝试支持的病毒编纂机造(脱氨依赖/独立)和效应(促病毒/抗病毒)的景观

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