感染人体后新冠病毒的rna如何被编辑出来,rna编辑教程

编审专家：

张宏伟 首都医科大学附属北京佑安医院 感染中心 主任医师

2020年3月2日，意大利锡耶纳大学的研究团队在预印本平台 bioRxiv上发表了题为Evidence for RNA editing in the transcriptome of 2019 Novel Coronavirus 的研究论文。研究者从公开数据库中获取了武汉新型冠状病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019,COVID-19）患者的肺泡灌洗液中分离到的SARS-CoV-2的RNA序列数据集，通过REDItools 2对样本数据进行分析。结果显示两个脱氨酶家族，载脂蛋白B mRNA编辑酶催化多肽样蛋白（apolipoprotein B mRNA editing enzyme,catalytic polypeptide, APOBEC）和RNA依赖腺嘌呤脱氨酶（RNA dependent adenosine deaminases,ADAR）家族都参与严重急性呼吸综合征冠状病毒2（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2，即“新型冠状病毒”）的RNA编辑中。

由于病毒是严格的寄生生物，只能在活细胞内复制。作为单链RNA病毒，SARS-CoV-2的单链RNA结构相对于双链DNA结构较为不稳定。RNA病毒的遗传物质RNA相对于DNA更易在外界环境的作用下发生突变。一般而言，宿主脱氨酶对病毒基因组的编辑是对抗病毒的固有免疫过程，然而目前尚不清楚它是否可对冠状病毒起作用。SARS-CoV-2感染人体后，引起的抗病毒免疫依旧未知。

生物体的固有免疫进化出了能感知和限制病毒的程序。对于其他已知的病毒而言，宿主脱氨酶可以编辑病毒的DNA和RNA，涉及的过程是内源性脱氨酶介导的RNA和DNA编辑。哺乳动物中存在两种脱氨酶家族，ADAR家族和APOBEC家族。ADAR家族是双链RNA特异性腺苷脱氨酶家族,能将腺嘌呤核苷（Adenine, A）脱氨成次黄嘌呤核苷（Inosine, I）。APOBEC家族作用于单链RNA和单链DNA，可将胞嘧啶（Cytosine, C）脱氨成尿嘧啶（Uracil, U）。ADAR通过介导病毒RNA的超突变直接干预病毒感染，并通过调节细胞内应答间接干预病毒感染。APOBEC通过C到U的超突变或干扰逆转录的非酶途径作用于病毒基因组，通常是DNA中间体。

本研究对2名武汉患者的肺泡灌洗液中的SARS-CoV-2的RNA序列进行分析，研究共鉴定了487个单碱基变异（single nucleotide variant, SNV），其中41个来自患者SRR10903401，446个来自患者SRR10903402。单碱基突变，也称为点突变，是一种由单个碱基改变发生的突变。并且研究观察到SNV为SARS-CoV-2转录组中A到G，T到C的变化，这可能是ADAR家族成员介导的A到I造成的。而C到T，G到A的转变，则可能是由APOBEC家族成员介导的C到U造成的。

研究还将SARS-CoV-2与严重急性呼吸综合征冠状病毒（severe acute respiratory syndrome coronavirus，SARS-CoV）和中东呼吸综合征冠状病毒（Middle East respiratory syndrome coronavirus, MERS-CoV）等现有冠状病毒基因组进行比对，以验证RNA编辑是否可能对通过进化获得的某些突变负责。基因组比对显示，所有病毒株中相当一部分突变可能来自脱氨基作用导致的C到U和A到I。文章据此认为APOBEC和ADAR家族与SARS-CoV-2的RNA突变相关。简而言之，SARS-CoV-2感染人体进入宿主细胞后，它的遗传物质RNA上的某些碱基被APOBEC和ADAR家族的成员进行脱氨作用。这导致了病毒RNA的突变。

然而RNA编辑在SARS-CoV-2中的功能意义还有待探究：对侵入细胞的病毒基因组进行编辑，既可能为了进行抗病毒免疫，也可能促进病毒进化。文章认为，对于RNA病毒而言，对其进行RNA编辑，造成其失活的可能性比导致其进化可能性更大，因为这将直接改变病毒的遗传信息。文章最后指出，该分析是了解RNA编辑在病毒复制中所起作用的第一步。它可能导致临床相关的结果：如果这些酶与冠状病毒感染的宿主反应相关，那么这种多态性很常见，使APOBEC3A失活的宿主可能在感染的传播中发挥了作用。

参考文献

1.Salvatore Di Giorgio, Filippo Martignano, Maria Gabriella Torcia, et al. Evidence for RNA editing in the transcriptome of 2019 Novel Coronavirus. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/2020.03.02.973255