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综述:m5 C修饰在病毒感染中的新兴作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月18日 来源:Virology 2.8
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这篇综述系统阐述了RNA表观遗传修饰5-甲基胞嘧啶(m5 C)在病毒与宿主博弈中的双向调控机制,揭示了其通过"写入器(writer)"NSUN家族、"擦除器(eraser)"TET蛋白和"阅读器(reader)"ALYREF/YBX1等分子调控病毒生命周期和宿主天然免疫(PRRs/RLRs通路)的分子机制,为开发靶向m5 C的抗病毒疗法提供了新视角。
m5
C修饰:病毒与宿主的表观遗传博弈场
Abstract
5-甲基胞嘧啶(m5
C)作为动态可逆的RNA转录后修饰,正在病毒学领域掀起研究热潮。这种修饰通过调控宿主天然免疫信号通路和病毒RNA的稳定性,成为影响病毒感染进程的关键表观遗传开关。随着UBS-seq、miCLIP等检测技术的革新,科学家们逐渐揭开病毒劫持宿主m5
C调控网络的精密策略,为抗病毒药物研发提供了全新靶点。
Introduction
在真核生物中,m5
C修饰由NSUN家族(NSUN1-7)和DNMT2/TRDMT1等写入器催化,TET1-3和ALKBH1作为擦除器实现动态调控,而ALYREF、YBX1等阅读器则特异性识别修饰位点。这种"三位一体"的调控系统广泛存在于mRNA、tRNA乃至病毒RNA中,特别是在CG富集区和翻译起始位点下游呈现显著富集。值得注意的是,NSUN2通过C271和C321形成瞬态共价键的特性,成为开发miCLIP技术的分子基础,使得单碱基分辨率检测m5
C位点成为可能。
The role of m5
C modification in innate immunity
当病毒PAMPs被TLR3/7/8等模式识别受体捕获后,m5
C修饰通过双重机制调控免疫应答:一方面促进MAVS、RIG-I等免疫分子mRNA的核质转运,增强I型干扰素产生;另一方面病毒通过高甲基化其RNA基因组逃避RLRs识别。例如在HCV感染中,NSUN2介导的病毒RNA甲基化可抑制PKR介导的翻译关闭,这种"甲基化伪装"策略在HIV-1和EV-A71中同样存在。
m5
C modification in HIV-1
HIV-1基因组中鉴定出的19个m5
C修饰位点呈现特殊分布规律:env基因区修饰程度显著高于gag-pol区。ALYREF通过识别这些修饰位点,促进病毒mRNA的核输出效率。更巧妙的是,HIV-1利用宿主TRDMT1在TAR区域引入m5
C修饰,不仅稳定病毒转录本,还能阻断TRIM28介导的转录沉默,这种表观遗传调控成为病毒潜伏再激活的关键开关。
m5
C as a potential target for antiviral therapy
靶向m5
C调控网络的抑制剂展现出广谱抗病毒潜力:NSUN2抑制剂可降低SARS-CoV-2刺突蛋白表达量达70%,而TET激活剂能通过诱导HIV-1 RNA去甲基化促进其降解。特别值得注意的是,DNMT2小分子抑制剂在MLV感染模型中可将病毒载量降低3个数量级,这种"表观遗传疫苗"策略为应对病毒逃逸突变提供了新思路。
Improving m5
C detection
当前m5
C检测面临的最大挑战是不同技术间的数据差异。例如在HBV研究中,BS-seq与纳米孔测序的位点重合率不足40%。新兴的UBS-seq技术通过98℃高温和10M焦亚硫酸盐浓度,将rRNA修饰检测信噪比提升5倍,为解析高度结构化病毒RNA的修饰图谱提供了利器。
Conclusions and prospects
从HIV-1的潜伏调控到SARS-CoV-2的免疫逃逸,m5
C修饰正在改写人们对病毒-宿主互作的认知。未来研究需要整合多组学数据,特别是探索TET介导的hm5
C→f5
C→ca5
C氧化级联反应在抗病毒防御中的作用。随着CRISPR-m5
C编辑工具的成熟,精准调控特定病毒基因表观遗传状态将成为可能,为应对新发突发传染病提供全新干预策略。
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