兰州兽医研究所科研团队在流感病毒RNA表观修饰领域取得新进展

摘要：2025年3月12日，中国农业科学院兰州兽医研究所动物病毒分子生态学团队在《美国国家科学院院刊（PNAS）》上发表了题为“N6-methyladnosine of vRNA facilitates influenza A virus replication b

2025年3月12日，中国农业科学院兰州兽医研究所动物病毒分子生态学团队在《美国国家科学院院刊（PNAS）》上发表了题为“N6-methyladnosine of vRNA facilitates influenza A virus replication by promoting the interaction of vRNA with polymerase proteins”的研究论文。该研究揭示了流感病毒通过“劫持”宿主细胞的RNA修饰系统，给自身基因组打上m6A甲基化修饰这一特殊的“分子标签”，从而大幅提升复制效率的全新机制。

m6A甲基化修饰是真核生物中最普遍且含量最丰富的RNA修饰类型之一。通过细胞中METTL3/14等m6A甲基转移酶，可以将带正电荷的甲基添加到RNA分子（带负电荷）的特定位置并改变RNA局部电荷，影响RNA的生物学性质以及与其他分子的相互作用。而m6A修饰的RNA主要由m6A结合蛋白进行识别，从而在分化、发育、肿瘤发生发展等多种生物学过程中发挥着重要调控功能。

RNA的m6A修饰最初于上世纪70年代发现。在同一时期，就有研究发现流感病毒基因组RNA同样含有m6A修饰，但其对病毒RNA的功能数十年来鲜有报道。该研究发现，流感病毒之所以能快速在宿主体内复制扩散，与其基因组RNA上的一个“小动作”密切相关。

研究人员选择禽流感病毒（SC15）作为代表性毒株，通过m6A-RNA免疫共沉淀（meRIP）实验发现，病毒八个片段的RNA上均含有m6A修饰。另外，不管是人流感病毒还是禽流感病毒，其病毒RNA均含有m6A修饰。

研究发现，甲基转移酶METTL3/14可显著促进流感病毒vRNA、cRNA和mRNA的表达以及病毒在细胞中的复制能力。双荧光素酶报告基因实验结果表明，敲低METTL3/14的表达可降低病毒聚合酶活性，过表达METTL3/14则以剂量依赖的方式增强病毒聚合酶活性。

RNA甲基化免疫共沉淀测序（MeRIP-seq）鉴定发现，流感病毒正链和负链RNA中均有m6A修饰。为了明确m6A修饰在IAV复制中的作用，研究人员在不改变编码氨基酸的情况下突变m6A修饰的基序，并通过反向遗传学拯救缺乏m6A修饰的重组突变病毒（rSC15-NPv-mut）。研究显示突变毒株的复制能力显著低于野生型毒株。进一步体内实验表明，m6A修饰缺失可显著降低小鼠肺脏、鼻夹和脑中的病毒载量，缓解组织病理损伤，降低病毒对小鼠的致病性。

通过深入解析，研究人员发现m6A缺失可减弱病毒RNA与流感病毒核糖核蛋白复合体（vRNP）蛋白之间的相互作用，进而抑制病毒聚合酶的活性以及病毒基因组RNA的转录和复制。这说明，m6A修饰可促进流感病毒RNA的复制及转录。

最后，研究人员发现在正常细胞中，m6A缺失导致突变病毒复制能力显著低于野生型病毒。但在METTL3基因缺失的细胞中，野生型和突变病毒的复制能力、病毒RNA表达水平以及病毒RNA和聚合酶蛋白的相互作用均显著降低。不过m6A结合蛋白的表达水平则不影响流感病毒RNA和聚合酶蛋白的相互作用。这表明，m6A修饰对流感病毒复制和聚合酶活性的影响依赖于m6A甲基转移酶，而不依赖于m6A结合蛋白。

综上所述，当病毒入侵宿主细胞后，会“偷用”宿主细胞内的“标签机”（即METTL3/14等甲基转移酶），给自己的基因组RNA打上“m6A标签”。这种“标签”就像给病毒RNA贴了一张“优先通行证”：带有标记的RNA能更高效地与病毒复制所需的聚合酶蛋白结合，从而加快复制和转录速度。研究证实，无论是人源流感病毒，还是禽流感病毒，均普遍依赖这一机制，且无需宿主m6A结合蛋白的辅助。简单来说，流感病毒通过给自身RNA“贴标签”，“骗”过了宿主细胞的防御系统，同时优化了自身基因组复制的“生产线”。

该研究揭示了流感病毒利用宿主m6A修饰直接促进自身基因组复制的重要调控机制，阐明了宿主表观修饰对流感病毒复制能力和致病性的关键作用，为病毒的RNA修饰研究提供了范例，也为流感减毒疫苗设计和流感防治新技术研发提供了理论依据。