有证据表明，SARS-CoV-2改变了受感染细胞的RNA

保罗联邦大学的研究人员在一篇文章中描述了被COVID-19病毒感染的细胞中RNA功能的变化。这些发现为不同的变异如何逃脱免疫系统提供了线索，并为开发新的治疗方法提供了基础。

　　

巴西圣保罗联邦大学(UNIFESP)的科学家首次证明，感染导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒会改变宿主细胞RNA的功能。他们通过分析病毒、人类和动物细胞RNA四项研究中获得的13个数据集得出了这一结论。

发表在《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》上的一篇文章报道了最近的一项研究，通过直接RNA测序检测了Vero细胞(来源于猴子)和人类Calu-3细胞的转录组。转录组是细胞RNA的生化修饰的集合，如甲基化。

“我们在这项研究中的第一个重要发现是，与非感染细胞相比，感染SARS-CoV-2会增加宿主细胞中m6A(N6 -甲基腺嘌呤)的水平，这是一种甲基化，”该文章的最后一位作者Marcelo Briones告诉Agência FAPESP。Briones是联合国国际开发署医学院(EPM)的教授，也是该学院医学生物信息学中心的研究员。

甲基化是一种生物化学修饰，包括在底物上添加甲基。它通过酶的作用在细胞中发生，酶能够将一个分子的一部分转移到另一个分子。这改变了蛋白质、酶、激素和基因的行为。研究人员通过分析细胞中存在的所有RNA定量地展示了受感染细胞RNA的变化，并通过在地图上定位核苷酸中每个区域的甲基化数量来定性地展示了变化。

这项研究是2021年发表的一项早期基因组分析的延续，研究人员分析了SARS-CoV-2的甲基化模式。

“甲基化在病毒中有两个功能。它调节蛋白质表达，并保护病毒免受干扰素的作用，干扰素是宿主机体产生的一种有效抗病毒物质。”

在这两项研究中，研究人员分析了m6A，因为它是最常见的RNA核苷酸修饰类型，参与了几个重要过程，如细胞内定位和蛋白质翻译。RNA核苷酸含有沿着单链排列的含氮碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、尿嘧啶或胞嘧啶)。该研究小组还发现，病毒的不同菌株在其核苷酸中的含氮碱基序列上表现出不同。“有些菌株的甲基化程度可能比其他菌株高得多。如果是这样，它们就能在宿主细胞内更好地增殖。”

他们还发现，被称为m6A DRACH基序的核苷酸序列在SARS-CoV-2和细胞中略有不同。在这个常用于表观遗传学的首字母缩略词中，字母D代表腺嘌呤、鸟嘌呤或尿嘧啶;R代表腺嘌呤或鸟嘌呤;A为甲基化残留物;C为胞嘧啶;H代表腺嘌呤、胞嘧啶或尿嘧啶。病毒利用细胞酶进行自身的甲基化，为病毒DRACH序列的适应产生进化压力，使它们变得更接近细胞序列。适应得最好的病毒株能够更成功地逃脱干扰素。

在完成对SARS-CoV-2如何修饰宿主细胞中m6A的研究后，科学家们的下一步将是分析存储的数据，以寻找病毒RNA甲基化水平和每个受感染细胞释放的病毒数量之间的相关性，即病毒爆发大小。

Briones解释说:“病毒的甲基化程度越高，它们在细胞质中生长得越多，爆发的规模也就越大。”在正常情况下，在没有刺激的情况下，病毒粒子可以复制一千次。这些发现为新冠肺炎的新疗法和现有药物的重新利用铺平了道路。它们还为更深入地了解病毒株如何逃离免疫系统提供了一些元素。”

方法

据研究人员称，研究中使用的纳米孔直接RNA测序方法有几个优点。其中之一是它不需要传统方法(逆转录聚合酶链反应，或RT-PCR)所需要的修饰来读取RNA链。

要用RT-PCR检测病毒，科学家必须首先将其RNA转化为DNA(逆转录)。结果就是cDNA，其中的“c”代表互补。这是因为只有DNA(双链)可以被复制。然后，这种cDNA被复制数十万次，产生数十亿个克隆体，从而有足够多的病毒DNA目标片段可供分析，而不是只有极少的一部分。

对于Briones来说，研究人员可能会被从cDNA中产生病毒序列的扭曲所迷惑。“一些科学家认为核苷酸的转换是由于表观遗传修饰碱基的存在。这需要以系统的方式进行调查。”

两个m6A检测程序反映了细胞甲基化的增加。其中一个(m6anet)使用了一种称为多实例学习(MIL)的机器学习技术。另一组(EpiNano)使用一种称为支持向量机(SVM)的技术验证结果。

该研究是主题项目(ChAdOx1 nCOV-19疫苗免疫三期临床试验诱导宿主因子应答的研究)的一部分，该项目的主要研究员是Luiz Mário Janini，本文章的倒数第二作者。

The epitranscriptome of Vero cells infected with SARS-CoV-2 assessed by direct RNA sequencing reveals m6A pattern changes and DRACH motif biases in viral and cellular RNAs