2025年3月12日，中國農業科學院蘭州獸醫研究所動物病毒分子生態學團隊在《美國國家科學院院刊（PNAS）》上發表了題為“N6-methyladnosine of vRNA facilitates influenza A virus replication by promoting the interaction of vRNA with polymerase proteins”的研究論文。該研究揭示了流感病毒通過“劫持”宿主細胞的RNA修飾系統，給自身基因組打上m6A甲基化修飾這一特殊的“分子標簽”，從而大幅提升復制效率的全新機制。

m6A甲基化修飾是真核生物中最普遍且含量最豐富的RNA修飾類型之一。通過細胞中METTL3/14等m6A甲基轉移酶，可以將帶正電荷的甲基添加到RNA分子（帶負電荷）的特定位置并改變RNA局部電荷，影響RNA的生物學性質以及與其他分子的相互作用。而m6A修飾的RNA主要由m6A結合蛋白進行識別，從而在分化、發育、腫瘤發生發展等多種生物學過程中發揮著重要調控功能。

RNA的m6A修飾最初于上世紀70年代發現。在同一時期，就有研究發現流感病毒基因組RNA同樣含有m6A修飾，但其對病毒RNA的功能數十年來鮮有報道。該研究發現，流感病毒之所以能快速在宿主體內復制擴散，與其基因組RNA上的一個“小動作”密切相關。

研究人員選擇禽流感病毒（SC15）作為代表性毒株，通過m6A-RNA免疫共沉淀（meRIP）實驗發現，病毒八個片段的RNA上均含有m6A修飾。另外，不管是人流感病毒還是禽流感病毒，其病毒RNA均含有m6A修飾。

研究發現，甲基轉移酶METTL3/14可顯著促進流感病毒vRNA、cRNA和mRNA的表達以及病毒在細胞中的復制能力。雙熒光素酶報告基因實驗結果表明，敲低METTL3/14的表達可降低病毒聚合酶活性，過表達METTL3/14則以劑量依賴的方式增強病毒聚合酶活性。

RNA甲基化免疫共沉淀測序（MeRIP-seq）鑒定發現，流感病毒正鏈和負鏈RNA中均有m6A修飾。為了明確m6A修飾在IAV復制中的作用，研究人員在不改變編碼氨基酸的情況下突變m6A修飾的基序，并通過反向遺傳學拯救缺乏m6A修飾的重組突變病毒（rSC15-NPv-mut）。研究顯示突變毒株的復制能力顯著低于野生型毒株。進一步體內實驗表明，m6A修飾缺失可顯著降低小鼠肺臟、鼻夾和腦中的病毒載量，緩解組織病理損傷，降低病毒對小鼠的致病性。

通過深入解析，研究人員發現m6A缺失可減弱病毒RNA與流感病毒核糖核蛋白復合體（vRNP）蛋白之間的相互作用，進而抑制病毒聚合酶的活性以及病毒基因組RNA的轉錄和復制。這說明，m6A修飾可促進流感病毒RNA的復制及轉錄。

最后，研究人員發現在正常細胞中，m6A缺失導致突變病毒復制能力顯著低于野生型病毒。但在METTL3基因缺失的細胞中，野生型和突變病毒的復制能力、病毒RNA表達水平以及病毒RNA和聚合酶蛋白的相互作用均顯著降低。不過m6A結合蛋白的表達水平則不影響流感病毒RNA和聚合酶蛋白的相互作用。這表明，m6A修飾對流感病毒復制和聚合酶活性的影響依賴于m6A甲基轉移酶，而不依賴于m6A結合蛋白。

綜上所述，當病毒入侵宿主細胞后，會“偷用”宿主細胞內的“標簽機”（即METTL3/14等甲基轉移酶），給自己的基因組RNA打上“m6A標簽”。這種“標簽”就像給病毒RNA貼了一張“優先通行證”：帶有標記的RNA能更高效地與病毒復制所需的聚合酶蛋白結合，從而加快復制和轉錄速度。研究證實，無論是人源流感病毒，還是禽流感病毒，均普遍依賴這一機制，且無需宿主m6A結合蛋白的輔助。簡單來說，流感病毒通過給自身RNA“貼標簽”，“騙”過了宿主細胞的防御系統，同時優化了自身基因組復制的“生產線”。

該研究揭示了流感病毒利用宿主m6A修飾直接促進自身基因組復制的重要調控機制，闡明了宿主表觀修飾對流感病毒復制能力和致病性的關鍵作用，為病毒的RNA修飾研究提供了范例，也為流感減毒疫苗設計和流感防治新技術研發提供了理論依據。

中國農業科學院蘭州獸醫研究所王倩助理研究員為本文的第一作者，朱啟運研究員為本文的通訊作者，徐帥副研究員為共同第一作者兼共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金和甘肅省科技重大專項等項目資助，同時該研究也得到國家禽流感參考實驗室在平臺和實驗材料等方面的大力支持。

原文鏈接：https://doi.org/10.1073/pnas.2411554122

本期編輯：ChemLT