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RNA表观修饰居然能够影响天然免疫

2020.9.05

　　 DDX46是RNA解旋酶DDX家族成员，对于细胞核内mRNA前体的剪接具有重要的调控作用。《Nature Immunology》杂志8月29日发表了中国医学科学院院长、中国工程院院士曹雪涛研究团队的论文，揭示了RNA解旋酶DDX46通过结合RNA去甲基化酶ALKBH改变细胞核内RNA修饰的新方式，参与调控抗病毒天然免疫应答。这篇文章提出了一种新的天然免疫与炎症调控机制，为病毒感染和炎症性疾病的防治提供了新的潜在靶标与思路，伯豪助力完成了实验转录组可变剪接的分析部分。

　　研究思路

　　 DDX解螺旋酶对于RNA的识别和代谢具有重要的调控作用，其家族成员DDX46一般专一地在细胞核内发挥作用，调控mRNA前体的剪接。免疫系统在受到病毒侵染时，会快速激活抗病毒天然免疫反应中相关mavs、traf3等I型干扰素的转录，在核内产生大量相关转录本。文章发现DDX46可以与干扰素转录本结合，并阻碍其出核，致使干扰素转录本在细胞核内大量累积，而不能进入细胞质进行翻译，进而表现出DDX46对天然免疫反应的负调控。DDX46与干扰素的结合是通过与RNA去甲基化酶ALKBH作用实现的，DDX46在抗病毒免疫反应中会招募大量ALKBH，ALKBH能够清除干扰素转录本上的甲基化修饰。DDX46与ALKBH共同作用，完成了对于I型抗病毒反应中干扰素转录本的m6A去甲基化并将其捕获于细胞核中，导致IFN-β表达显著减少，机体的天然免疫反应受到抑制。

　　研究结果

　　 DDX46一般特异地在细胞核内发挥作用，主要调控mRNA前体剪接。和其他家族成员相比，DDTX46被敲减以后，能最大程度上促进IFN-β的表达。受到VSV病毒侵染后，DDX46大量聚集于巨噬细胞细胞核中，其表达在受到siRNA干扰以后，IFN-β的表达得到显著提高，过表达DDX46，IFN-β的表达显著下调。通过影响干扰素的表达，DDX46促进了VSV的复制，表明其具有抗病毒免疫反应的负调控作用。

　　后续的RNAi筛选实验进一步证明了DDTX46专一地影响了I型干扰素的表达。通过CLIP联合转录组测序实验,文章发现了mavs, traf3 and traf6的转录本特异地与DDTX46发生结合,这些基因都参与了I型抗病毒免疫反应。测序结果还表明，DDTX46与这些转录本发生结合的位点特异地集中于CCGGUU原件。通过KEGG富集分析，文章发现DDTX46可能参与调控了病毒感染后一系列细胞免疫活动。

　　 RIP实验表明，当DDX46受到siRNA干扰后，DDX46蛋白—RNA复合物中，tbk1的表达量无显著变化。然而，与DDX46结合的细胞核中的Mavs, Traf3 and Traf6转录本在DDTX46受到敲减时，表达量显著提高。这表明，不具有CCGGUU元件的干扰素tbk1等不能与DDX46发生结合。siRNA干扰DDX46表达后，核内的Mavs, Traf3 和Traf6转录本积累显著减少，而在胞质中含量增加，免疫荧光实验证明了同样的实验结果。与DDX46蛋白的结合，可能导致了Mavs, Traf3 and Traf6转录本出核受到阻碍，而大量滞留在细胞核中。

　　文章进一步通过质谱实验研究了DDX46的互作蛋白复合物，结果表明，RNA去甲基化酶ALKBH5在抗病毒免疫反应中，特异地结合于DDX46蛋白。ALKBH5能够清除转录本上特定位点m6A的甲基基团。敲除ALKBH5以后，过表达DDX46不再引起IFN－β的表达减少，突变掉DDX46与ALKBH5的作用位点后，DDX46不能结合抗病毒免疫反应转录本。这表明，DDX46滞留Mavs, Traf3 和Traf6转录本不能出核，是通过与ALKBH结合实现的。

　　这篇文章揭示了DDX46与RNA去甲基化酶ALKBH5互作之后，捕获干扰素转录本，清除转录本上的m6A，并使其不能出核翻译，进而影响了抗病毒免疫反应，表明RNA表观修饰可能会影响天然免疫反应。RNA的表观修饰能够参与转录后调控，在很多生物过程中起重要作用，但其对于机体的抗病毒免疫反应的影响，在之前的研究中还未见报道。另外，与DDX46结合的多为具有调控转录作用的lncRNA，它们是否影响了核内其它基因的转录，这些被捕获的转录本是否发生了降解，以及m6A如何影响免疫反应，这些问题还需要进一步的研究。

　　该研究中转录组测序服务由伯豪生物提供。

　　原文出处

　　Zheng Q, Hou J, Zhou Y, Li Z, Cao X. The RNA helicase DDX46 inhibits innate immunity by entrapping m6A-demethylated antiviraltranscripts in the nucleus. Nat Immunol.2017.

　　参考文献

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　　Putnam, A.A. & Jankowsky, E. DEAD-box helicases as integrators of RNA, nucleotide and protein binding. Biochim. Biophys. Acta 1829, 884–893 (2013).

　　来源：上海伯豪生物技术有限公司

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