RNA編輯作為一種重要的共/轉錄后修飾，能夠誘導內源性及外源性RNA序列的核苷酸發生改變。這種變化在幾乎所有細胞生命的眾多生物過程中發揮重要作用，并與包括癌癥在內的多種人類疾病息息相關。在后生動物中，主要的RNA編輯類型包括A-to-I與C-to-U兩種，分別由ADAR和APOBEC家族酶催化。除催化活性外，作為RNA結合蛋白的ADARs和APOBECs還可以直接與RNA底物相互作用，從而對內源性和外源性RNA，特別是病毒RNA的生物學功能產生復雜的分子效應。迄今為止，研究人員已經在不同的病毒中鑒定出許多宿主介導的RNA編輯事件，但仍缺乏對不同類型病毒中RNA編輯相關機制和效應的全面了解。

　　近日，北京基因組所（國家生物信息中心）章張、郝麗麗研究團隊，聯合北京大學分子醫學研究所李川昀研究團隊，根據巴爾的摩病毒學分類，基于正鏈單鏈RNA (+ssRNA)、負鏈單鏈RNA (-ssRNA)、單鏈RNA逆轉錄(ssRNA- RT)、雙鏈DNA (dsDNA)和雙鏈DNA逆轉錄(dsDNA- RT)的角度，綜述了當前宿主介導RNA編輯的研究進展，并以“Host-mediated RNA editing in viruses”為題，發表在Biology Direct 雜志。

　　該綜述系統總結并描繪病毒與宿主之間所涉及的RNA編輯機制(脫氨依賴/非依賴)和分子效應(促病毒/抗病毒)圖景(如圖)，表明RNA編輯可以通過促進或抑制病毒復制、蛋白質合成等誘導促病毒或抗病毒作用。根據該圖景，研究團隊發現脫氨依賴性的RNA編輯主要存在于負鏈單鏈RNA (-ssRNA)病毒中，而僅少數正鏈單鏈RNA (+ssRNA)病毒中存在脫氨依賴性的調控，表明它們在RNA編輯機制上存在分歧，可能是由于病毒復制機制和生命周期的不同。此外，這種分歧也可能與病毒傳播途徑有關。另一方面，不同類型的病毒在宿主介導的RNA編輯方面也存在差異和相似之處。例如，RNA病毒傾向于同時使用ADARs和APOBECs，而DNA病毒傾向于只使用APOBECs，這將隨著未來相關研究的豐富持續更新。此外，APOBECs，特別是APOBEC3G，在負鏈單鏈RNA (-ssRNA)病毒以外的幾乎所有病毒中發揮抗病毒作用，而ADARs則參與除dsDNA病毒以外的幾乎所有病毒的編輯。許多其他特征，如宿主類型和病毒載量、毒性，也可能與RNA編輯機制有關。總的來說，這些結果表明了宿主和病毒之間RNA編輯的多樣性。

　　內源性宿主RNA和外源性病毒RNA可以通過ADAR酶介導的差異編輯模式來區分。有研究發現，內源性RNA被適當編輯，而外源性病毒RNA在感染時編輯水平較低。RNA編輯水平較低會激活dsRNA傳感器(MDA5)和隨后的抗病毒干擾素反應通路。因此，病毒RNA中的異常RNA編輯可能有利于病毒的免疫逃逸，這是由于宿主喪失了區分內源性宿主RNA和外源性病毒RNA的能力。

　　宿主介導的RNA編輯雖然在病毒中相對較弱，但可能是病毒進化的重要貢獻者。有研究發現，病毒可以通過宿主介導的RNA編輯機制改變病毒核心基因序列，從而降低毒性，增強傳染性，并加速復制。不同病毒分支中的RNA編輯事件可能是在差異進化選擇下發生的，并有助于病毒表型的多樣性。此外，某些特定的非同義編輯位點，如HDV中的amber/W位點，被認為是引發促病毒或抗病毒作用的關鍵。因此，宿主介導的RNA編輯可能是促進病毒適應性進化的搖籃，但在不同類型的病毒中存在差異。一種假設是脫氨依賴性編輯有助于負鏈單鏈RNA (-ssRNA)病毒的適應性進化，這需要進一步的研究。

　　毫無疑問，當前病毒RNA編輯的研究存在局限性。由于測序覆蓋率低、測序錯誤及短讀長等問題，病毒中的RNA編輯位點可能被遺漏或錯誤計算。具體而言，由于多個RNA編輯位點可能被共同編輯并產生復雜的作用，因此基于短測序reads來識別及驗證相鄰RNA編輯位點的共存是一項挑戰，特別是對于外源RNA。在未來，由三代測序技術產生的長讀長技術在獲取RNA編輯位點的全貌以及檢測病毒動態生命周期中RNA編輯位點之間的協同性方面具有巨大潛力。

　　此外，鑒于SARS-CoV-2流行期間豐富的高通量測序研究，研究團隊認為有必要開展SARS-CoV-2隊列研究，系統研究宿主介導的RNA編輯機制及其對病毒的分子效應，進一步探討輕、中、重度感染者的RNA編輯異質性。

　　北京基因組所（國家生物信息中心）博士研究生朱彤彤為本文的第一作者，章張研究員、郝麗麗副研究員為本文的共同通訊作者。北京大學分子醫學研究所李川昀教授參與了該研究。該研究得到國家自然科學基金等項目的資助。

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有實驗支持的病毒編輯機制(脫氨依賴/獨立)和效應(促病毒/抗病毒)的景觀