10月10日,基础医学院卢春教授课题组在《自然通讯》(Nature Communications)发表了题为《NAT10依赖性N4-乙酰胞嘧啶修饰介导PAN RNA稳定性、KSHV重激活和IFI16相关炎症小体激活》(NAT10-dependent N4-acetylcytidine modification mediates PAN RNA stability, KSHV reactivation, and IFI16-related inflammasome activation)的研究论文,揭示了N-乙酰基转移酶10(NAT10)介导的RNA N4-乙酰胞嘧啶(ac4C)修饰在调控DNA病毒复制以及激活炎症小体中的作用机制。
RNA ac4C修饰是一种在原核生物和真核生物中高度保守的RNA修饰方式,在ac4C修饰酶作用下使N4位乙酰胞嘧啶发生乙酰化。目前,NAT10是唯一已知的真核生物ac4C修饰酶。早期研究发现ac4C修饰存在于真核生物tRNA和18S rRNA上,近期证实哺乳动物mRNA同样存在ac4C修饰。尽管在RNA病毒基因组中已鉴定出ac4C修饰,但ac4C修饰是否存在于DNA病毒并影响其感染过程,目前仍然未知。
该研究首先证实,NAT10介导的RNA ac4C修饰可诱导DNA病毒卡波氏肉瘤病毒(KSHV)的裂解性复制。进一步acRIP-Seq和RIP-Seq结果证实,KSHV编码的多个基因存在ac4C修饰,其中病毒编码的长链非编码RNA PAN(PAN RNA)的丰度最高。突变PAN RNA的ac4C位点将显著抑制病毒裂解基因的表达,并减少病毒颗粒的产生。NAT10通过其介导的ac4C修饰增强PAN RNA的稳定性,从而诱导KSHV再激活。
此外该研究证实,IFN-γ诱导蛋白-16(IFI16)mRNA也存在NAT10介导的ac4C修饰。通常情况下,IFI16在细胞核中感应到病毒DNA后易位至细胞质,激活NF-κB途径并诱导I型干扰素(IFN)的转录,并且可与KSHV基因组相互作用,诱导功能性炎症小体形成。该研究发现,PAN ac4C修饰促进了NAT10与IFI16 mRNA的相互作用,导致IFI16 mRNA发生ac4C修饰、增强其mRNA稳定性和翻译,并最终激活炎症小体。
该研究阐释了DNA病毒劫持宿主RNA乙酰化修饰系统促进自身复制,并触发宿主先天免疫的新机制,同时为抗病毒感染治疗提供了新思路。
基础医学院卢春教授、附属妇产医院贾雪梅教授为该论文的共同通讯作者,严沁副教授、博士研究生周菁、硕士研究生王子彧、博士后丁祥亚为共同第一作者。该项研究得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等资助。
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-42135-3
(供稿/卢春课题组;审核/陈峰 高威)