RNA修飾在調(diào)控細胞RNA代謝和翻譯活性中扮演重要角色，其中，N6-甲基腺苷（N6-methyl-adenosine，m6A）是RNA上豐度最高的修飾類型。值得關(guān)注的是，RNA m6A修飾是高度動態(tài)變化的，對包括病原體入侵在內(nèi)的各種外界干擾及壓力環(huán)境極為敏感。有研究表明新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）感染會改變宿主細胞的RNA m6A水平，這表明病毒感染與細胞的轉(zhuǎn)錄后修飾之間存在著緊密聯(lián)系。
然而，病毒入侵過程中，細胞RNA m6A修飾是如何變化的，以及宿主細胞的m6A水平如何反過來調(diào)控病原體感染，仍是亟待探索的問題。要解開這個謎團，開發(fā)病原體入侵過程中動態(tài)監(jiān)測RNA m6A水平的工具尤為重要。近年來，雖然RNA m6A修飾的檢測方法得到廣泛發(fā)展，但能實時監(jiān)測細胞RNA修飾動態(tài)變化的工具卻極為匱乏。
近日，四川大學輕工科學與工程學院鄧銳杰團隊開發(fā)了一種基因編碼的活細胞RNA甲基化傳感器。通過構(gòu)筑核定位肽融合的RNA m6A閱讀器（YTHDF2），基于親和滯留原理，利用亞細胞內(nèi)探針分布分析，動態(tài)感知活細胞中的RNA m6A水平，用于監(jiān)測病毒入侵過程中單細胞的RNA m6A水平，建立病毒與宿主RNA修飾之間的關(guān)系聯(lián)系，并用于篩選潛在的抗病毒成分。
該傳感器能夠在單細胞水平上同時監(jiān)測宿主細胞RNA m6A的動態(tài)變化和病毒入侵情況?；趩渭毎治?，發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2感染會顯著增強宿主細胞的RNA m6A水平，而宿主細胞中高水平的RNA m6A修飾反過來又會促進病毒感染，明確了宿主細胞m6A修飾與病毒感染之間存在顯著正相關(guān)。 此外，該傳感器還揭示了一個令人意外的現(xiàn)象，高傳染性的SARS-CoV-2奧密克戎（Omicron）變異株，雖然感染能力強于野生株，卻在感染后對宿主細胞RNA修飾的影響更小，暗示了Omicron可能對宿主細胞存在一定的“隱身”效應(yīng)。 基于宿主細胞RNA m6A水平和病毒感染的正相關(guān)性，該傳感器能通過監(jiān)測細胞m6A水平來評估病毒抑制情況。研究團隊利用這一特性挖掘了部分天然產(chǎn)物能夠在細胞層面有效減緩Omicron感染，可以作為潛在抗病毒活性成分。 該研究開發(fā)的傳感器，可以通過不同RNA修飾的閱讀器融合，用于更廣泛的表觀轉(zhuǎn)錄修飾的動態(tài)分析，如同一把鑰匙，揭秘病毒與活細胞RNA修飾的“隱秘對話”，為揭示病原體與宿主細胞表觀遺傳之間的互作關(guān)系提供有力支持。 論文信息 Dynamic, Single-cell Monitoring of RNA Modifications Response to Viral Infection Using a Genetically Encoded Live-cell RNA Methylation Sensor Ting Zhang, Hao Yang, Quanwei Yu, Yong Zhang, Yue Zhang, Xianglin Zhu, Xuhan Xia, Feng Li, Ruijie Deng Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202418003
