综述：tRNA修饰在人类真菌病原体翻译适应中的新兴作用

《Microorganisms》：Emerging Roles of tRNA Modifications in Translational Adaptation of Human Fungal Pathogens

　　

侵袭性真菌感染可能危及生命，尤其是在免疫功能受损的患者中，然而治疗手段仍仅限于少数几类抗真菌药物。在感染期间，真菌病原体面临温度、营养物质可用性、免疫压力和药物暴露的变化，这些变化对其生长和存活构成挑战。tRNA修饰可能通过支持tRNA稳定性、氨酰化和密码子解码来促进适应。对烟曲霉(Aspergillus fumigatus)、白色念珠菌(Candida albicans)和新生隐球菌(Cryptococcus neoformans)的研究已将保守的tRNA修饰通路与真菌发育、宿主互作、应激适应、毒力以及对5-氟胞嘧啶(5-fluorocytosine, 5-FC)的应答联系起来，证据范围涉及从遗传学和感染表型到修饰反应的生化表征。在本综述中，研究人员检视了这些研究如何将修饰化学和底物tRNA与翻译、蛋白质输出和感染表型相连接。研究人员还借鉴了模式生物和植物病原真菌的机制研究，以阐明在人类真菌病原体中仍未解决的翻译关联。研究人员最后讨论了tRNA修饰通路在宿主相关条件下何时变得功能受限，以及它们如何改变抗真菌应答。

1. 引言
侵袭性真菌感染因可用抗真菌药物类别有限、耐药性上升以及免疫受损患者中死亡率居高而难以治疗。烟曲霉、白色念珠菌和新生隐球菌被世界卫生组织列为关键优先级真菌病原体，其感染策略各异，但均需在感染过程中应对温度、营养可利用性、免疫压力和抗真菌暴露的变化。tRNA是修饰最为广泛的细胞RNA之一，已鉴定出超过100种化学修饰核苷。反密码子环第34位和第37位是功能重要的修饰位点，影响摆动配对、解码准确性和读框维持。修饰通路缺陷可降低功能性tRNA丰度、损害其翻译利用或改变特定密码子的解码效率，从而改变蛋白质输出。

2. 烟曲霉中的tRNA修饰与CpcA依赖性应激应答
2.1 菌丝发育过程中Elongator依赖性摆动尿苷修饰
Elongator复合体在胞质tRNA-Gln(UUG)、tRNA-Glu(UUC)和tRNA-Lys(UUU)的摆动尿苷U₃₄位启动侧链形成，催化亚基ELP3缺失几乎完全消除mcm⁵s²U₃₄。增加三个底物tRNA的拷贝数可部分恢复生长、半乳糖胺半乳聚糖(GAG)产生和黏附。从elp3缺失株中再缺失cpcA可恢复生长、产孢、GAG产生、黏附及近乎完全的毒力，表明CpcA激活是Elongator缺失所致发育和感染缺陷的主要下游因素。

2.2 5-FC应答中Mod5介导的tRNA修饰
Mod5在部分胞质和线粒体tRNA第37位安装N6-异戊烯腺苷(i⁶A₃₇)。烟曲霉中mod5缺失消除可检测的i⁶A，5-氟胞嘧啶(5-FC)耐药机制涉及CpcA依赖性核苷碱基外排蛋白NmeA的表达。mod5突变体中CpcA在药物暴露前已被激活，增加nmeA表达增强耐药性，而缺失nmeA基本恢复药物敏感性，表明5-FC耐药由CpcA依赖性核苷碱基外排所介导而非5-FC代谢通路的直接缺陷。

3. 白色念珠菌中tRNA修饰与宿主温度适应
3.1 宿主温度下Hma1介导的翻译
Hma1将NNU反密码子tRNA第37位的N6-苏氨酰氨基甲酰腺苷(t⁶A₃₇)转化为环化衍生物ct⁶A₃₇。hma1缺失在30°C时对密码子占用影响甚微，而在37°C时改变多个密码子家族的核糖体占用，翻译效率变化显著的主要是菌丝形成和黏附相关因子，与观察到的菌丝延伸和上皮互作缺陷一致。

3.2 Ncs2–Ncs6依赖性U₃₄硫代修饰与密码子特异性解码
Ncs2和Ncs6通过Uba4–Urm1通路将mcm⁵U₃₄硫代化为mcm⁵s²U₃₄。ncs2缺失在37°C下导致AAA和CAA密码子A位占用增加，突变体菌丝形成减少、上皮细胞损伤降低，为解码缺陷伴随形态发生和宿主互作异常提供了直接证据。

3.3 Pus7依赖性假尿苷化与RNA加工