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- 水生所揭示精氨酸甲基化酶PRMT3負(fù)調(diào)控抗病毒天然免疫反應(yīng)機(jī)制
- 來源：水生生物研究所 發(fā)表于 2023/8/30
目前，魚類病毒病的防控是我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)和健康發(fā)展面臨的難題。探究魚類抗病毒感染的遺傳機(jī)制、培育抗病魚類新品種是我國水產(chǎn)科學(xué)的重要研究方向。與哺乳類相比，魚類獲得性免疫系統(tǒng)欠發(fā)達(dá)、免疫記憶較弱。因此，開發(fā)魚類病毒病的疫苗存在較大困難。然而，魚類天然免疫系統(tǒng)完備、發(fā)達(dá)，是抵御病原體感染的第一道防線，在魚類抗病毒感染過程中具有重要作用。
中國科學(xué)院水生生物研究所肖武漢團(tuán)隊(duì)利用多組學(xué)技術(shù)，篩選到一系列調(diào)控魚類抗病毒天然免疫反應(yīng)的重要因子（包括精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶PRMT3）。初始研究發(fā)現(xiàn)，PRMT3的表達(dá)受病毒感染的調(diào)控，而PRMT3負(fù)調(diào)控抗病毒天然免疫信號通路，抑制I型干擾素的產(chǎn)生和抗病毒基因的表達(dá)。研究利用基因編輯技術(shù)制備了prmt3缺失的斑馬魚。科研人員通過病毒攻毒實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與野生型斑馬魚相比，prmt3缺失的斑馬魚體內(nèi)病毒復(fù)制明顯減少，抗病毒感染的能力增強(qiáng)，存活率顯著提高。而prmt3缺失的斑馬魚在生長、發(fā)育和繁殖等方面與野生型斑馬魚相比無任何差異。因此，prmt3是培育抗病魚類新品種的理想獲選靶標(biāo)。
該研究進(jìn)一步解析了PRMT3調(diào)控抗病毒天然免疫反應(yīng)的分子機(jī)制發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞在非病毒感染的靜息狀態(tài)，PRMT3與胞質(zhì)RNA病毒感受器RIG-I、MDA5和胞質(zhì)DNA病毒感受器cGAS相互作用，分別催化RIG-I和MDA5上保守的第730位精氨酸（R730）和第822位精氨酸（R822）以及cGAS上第111位精氨酸（R111）的不對稱二甲基化。這些甲基化修飾抑制了RIG-I和MDA5與RNA的結(jié)合能力以及cGAS與DNA的結(jié)合能力，并阻止了cGAS的寡聚化激活，達(dá)到了避免機(jī)體發(fā)生過度免疫反應(yīng)的目的。然而，細(xì)胞在感染RNA病毒或DNA病毒后，PRMT3與RIG-I、MDA5以及cGAS結(jié)合能力減弱，細(xì)胞所催化的精氨酸甲基化修飾水平隨之下降，從而促進(jìn)RIG-I、MDA5與RNA以及cGAS與DNA的結(jié)合，激活細(xì)胞下游抗病毒天然免疫反應(yīng)，促進(jìn)I型干擾素的產(chǎn)生和抗病毒基因的表達(dá)。在體研究表明，缺失一個Prmt3拷貝的小鼠或PRMT3抑制劑SGC707處理后的小鼠，對RNA和DNA病毒感染的抵抗力顯著增強(qiáng)、存活率增高，這證實(shí)了PRMT3在調(diào)控抗病毒天然免疫反應(yīng)中的重要作用，表明了PRMT3功能在脊椎動物中的保守性。該研究為探究細(xì)胞質(zhì)RNA和DNA病毒傳感器激活的分子機(jī)制提供了新見解，為進(jìn)一步利用prmt3培育抗病魚類新品種提供了理論支撐。 
8月28日，相關(guān)研究成果以Asymmetric arginine dimethylation of cytosolic RNA and DNA sensors by PRMT3 attenuates antiviral innate immunity為題，在線發(fā)表在《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）上。研究工作得到中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)（A類）、國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“藍(lán)色糧倉”項(xiàng)目的支持。 
論文鏈接
https://www.pnas.org/doi/epdf/10.1073/pnas.2214956120
PRMT3催化RIG-I、MDA5和cGAS的精氨酸甲基化，抑制抗病毒天然免疫反應(yīng);
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