1. Институт медицинской паразитологии тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е.И. Марциновского, Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова, Москва, Россия 2. Институт медицинской паразитологии тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е.И. Марциновского, Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова, Москва, Россия; Научно-технический университет “Сириус”, Научный центр генетики и наук о жизни, Сочи, Россия 3. Институт медицинской паразитологии тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е.И. Марциновского, Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова, Москва, Россия; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,
Факультет биоинженерии и биоинформатики, Москва, Россия
N6-метиладенозин (м6А) — распространённая модификация РНК, которая играет определяющую роль в судьбе РНК, регулируя такие аспекты, как сплайсинг, стабильность, ядерный экспорт и эффективность трансляции. Внесение, удаление и распознавание м6А модификации в РНК регулируется рядом факторов, а именно белками-писателями, стирателями и читателями. Известно, что м6А-модификация может играть важную роль в жизненном цикле вирусов, в том числе вируса гепатита B. Доказано, что система м6А метилирования оказывает влияние на вирусный цикл гепатита B (ВГB), в частности на стабильность мРНК-транскриптов, эффективность энкапсидации и обратной транскрипции пгРНК ВГB. В данном исследовании оценивали влияние нокаута и активации экспрессии ряда факторов системы м6А метилирования на вирусный цикл ВГB, а именно — прегеномную РНК (пгРНК) и кольцевую ковалентно-замкнутую ДНК (ккзДНК). Исследование проводили с использованием системы нуклеаз StCas9 для нокаута и системы dCas9-p300 для активации экспрессии генов. Уровни пгРНК и ккзДНК оценивали методом ПЦР в реальном времени. Полученные данные показывают ограничение вирусного цикла на базальном уровне факторами METTL3, METTL14, METTL16, FTO, JMJD6 и hnRNPA2B1, а также подавление вирусного цикла при гиперэкспрессии всех вышеперечисленных факторов, за исключением hnRNPA2B1.
Загрузить PDF:
Ключевые слова: гепатит B, факторы системы м6А, ккзДНК, пгРНК
Качанов А.В. и др. Система м6А метилирования ограничивает репликацию вируса гепатита B // Биомедицинская химия. - 2025. - Т. 71. -N 2. - С. 127-136.
Качанов А.В. и др., "Система м6А метилирования ограничивает репликацию вируса гепатита B." Биомедицинская химия 71.2 (2025): 127-136.
Качанов, А. В., Брезгин, С. А., Пономарева, Н. И., Лукашев, А. Н., Чуланов, В. П., Костюшев, Д. С., Костюшева, А. П. (2025). Система м6А метилирования ограничивает репликацию вируса гепатита B. Биомедицинская химия, 71(2), 127-136.
Список литературы
Magnius L., Mason W.S., Taylor J., Kann M., Glebe D., Dény P., Sureau C., Norder H., ICTV Report Consortium (2020) ICTV virus taxonomy profile: Hepadnaviridae. J. Gen. Virol., 101(6), 571–572. CrossRef Scholar google search
Yuen M.-F., Chen D.-S., Dusheiko G.M., Janssen H.L.A., Lau D.T.Y., Locarnini S.A., Peters M.G., Lai C.-L. (2018) Hepatitis B virus infection. Nat. Rev. Dis. Primers, 4(1), 1–20. CrossRef Scholar google search
Mendenhall M.A., Hong X., Hu J. (2023) Hepatitis B virus capsid: the core in productive entry and covalently closed circular DNA formation. Viruses, 15(3), 642. CrossRef Scholar google search
Tsukuda S., Watashi K. (2020) Hepatitis B virus biology and life cycle. Antiviral Res., 182, 104925. CrossRef Scholar google search
Wei L., Ploss A. (2021) Hepatitis B virus cccDNA is formed through distinct repair processes of each strand. Nat. Commun., 12(1), 1591. CrossRef Scholar google search
Seeger C., Mason W.S. (2015) Molecular biology of hepatitis B virus infection. Virology, 479–480, 672–686. CrossRef Scholar google search
Ko C., Chakraborty A., Chou W.-M., Hasreiter J., Wettengel J.M., Stadler D., Bester R., Asen T., Zhang K., Wisskirchen K., McKeating J.A., Ryu W.-S., Protzer U. (2018) Hepatitis B virus genome recycling and de novo secondary infection events maintain stable cccDNA levels. J. Hepatol., 69(6), 1231–1241. CrossRef Scholar google search
Kostyushev D., Kostyusheva A., Brezgin S., Ponomareva N., Zakirova N.F., Egorshina A., Yanvarev D.V., Bayurova E., Sudina A., Goptar I., Nikiforova A., Dunaeva E., Lisitsa T., Abramov I., Frolova A., Lukashev A., Gordeychuk I., Zamyatnin A.A. Jr., Ivanov A., Chulanov V. (2023) Depleting hepatitis B virus relaxed circular DNA is necessary for resolution of infection by CRISPR-Cas9. Molecular Therapy. Nucleic Acids, 31, 482–493. CrossRef Scholar google search
Brezgin S., Kostyusheva A., Bayurova E., Gordeychuk I., Isaguliants M., Goptar I., Nikiforova A., Smirnov V., Volchkova E., Glebe D., Kostyushev D., Chulanov V. (2019) Replenishment of hepatitis B virus cccDNA pool is restricted by baseline expression of host restriction factors in vitro. Microorganisms, 7(11), 533. CrossRef Scholar google search
Jiang X., Liu B., Nie Z., Duan L., Xiong Q., Jin Z., Yang C., Chen Y. (2021) The role of m6A modification in the biological functions and diseases. Signal Transduct. Target. Ther., 6(1), 1–16. CrossRef Scholar google search
Karandashov I., Kachanov A., Dukich M., Ponomareva N., Brezgin S., Lukashev A., Pokrovsky V.S., Chulanov V., Kostyusheva A., Kostyushev D. (2024) m6A methylation in regulation of antiviral innate immunity. Viruses, 16(4), 601. CrossRef Scholar google search
Dominissini D., Moshitch-Moshkovitz S., Schwartz S., Salmon-Divon M., Ungar L., Osenberg S., Cesarkas K., Jacob-Hirsch J., Amariglio N., Kupiec M., Sorek R., Rechavi G. (2012) Topology of the human and mouse m6A RNA methylomes revealed by m6A-seq. Nature, 485(7397), 201–206. CrossRef Scholar google search
Wang S., Lv W., Li T., Zhang S., Wang H., Li X., Wang L., Ma D., Zang Y., Shen J., Xu Y., Wei W. (2022) Dynamic regulation and functions of mRNA m6A modification. Cancer Cell Int., 22(1), 48. CrossRef Scholar google search
Kostyusheva A., Brezgin S., Glebe D., Kostyushev D., Chulanov V. (2021) Host-cell interactions in HBV infection and pathogenesis: the emerging role of m6A modification. Emerg. Microbes Infect., 10(1), 2264–2275. CrossRef Scholar google search
Imam H., Khan M., Gokhale N.S., McIntyre A.B.R., Kim G.-W., Jang J.Y., Kim S.-J., Mason C.E., Horner S.M., Siddiqui A. (2018) N6-methyladenosine modification of hepatitis B virus RNA differentially regulates the viral life cycle. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 115(35), 8829–8834. CrossRef Scholar google search
Kim G.-W., Moon J.-S., Siddiqui A. (2022) N6-methyladenosine modification of the 5′ epsilon structure of the HBV pregenome RNA regulates its encapsidation by the viral core protein. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 119(7), e2120485119. CrossRef Scholar google search
Murata T., Iwahori S., Okuno Y., Nishitsuji H., Yanagi Y., Watashi K., Wakita T., Kimura H., Shimotohno K. (2023) N6-methyladenosine modification of hepatitis B virus RNA in the coding region of HBX. Int. J. Mol. Sci., 24(3), 2265. CrossRef Scholar google search
Kim G.-W., Siddiqui A. (2021) Hepatitis B virus X protein recruits methyltransferases to affect cotranscriptional N6-methyladenosine modification of viral/host RNAs. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 118(3), e2019455118. CrossRef Scholar google search
Kim G.-W., Imam H., Khan M., Siddiqui A. (2020) N6-methyladenosine modification of hepatitis B and C viral RNAs attenuates host innate immunity via RIG-I signaling. J. Biol. Chem., 295(37), 13123–13133. CrossRef Scholar google search
Kim G.-W., Imam H., Khan M., Mir S.A., Kim S.-J., Yoon S.K., Hur W., Siddiqui A. (2021) HBV-induced increased N6 methyladenosine modification of PTEN RNA affects innate immunity and contributes to HCC. Hepatology, 73(2), 533–547. CrossRef Scholar google search
Imam H., Kim G.-W., Mir S.A., Khan M., Siddiqui A. (2020) Interferon-stimulated gene 20 (ISG20) selectively degrades N6-methyladenosine modified hepatitis B virus transcripts. PLoS Pathogens, 16(2), e1008338. CrossRef Scholar google search
Jiang F., Doudna J.A. (2017) CRISPR-Cas9 structures and mechanisms. Annu. Rev. Biophys., 46, 505–529. CrossRef Scholar google search
Hao M., Cui Y., Qu X. (2018) Analysis of CRISPR-Cas system in streptococcus thermophilus and its application. Front. Microbiol., 9, 257. CrossRef Scholar google search
Hep G2 [HEPG2] - HB-8065 | ATCC. Retrieved June 25, 2024, from: https://www.atcc.org/products/hb-8065 Scholar google search
Minicircle Technology | System Biosciences. Retrieved June 25, 2024, from: https://www.systembio.com/ products/gene-expression-systems/minicircle-technology. Scholar google search
Guo X., Chen P., Hou X., Xu W., Wang D., Wang T., Zhang L., Zheng G., Gao Z., He C.-Y., Zhou B., Chen Z.-Y. (2016) The recombined cccDNA produced using minicircle technology mimicked HBV genome in structure and function closely. Sci. Rep., 6(1), 25552. CrossRef Scholar google search
Campenhout C.V., Cabochette P., Veillard A.-C., Laczik M., Zelisko-Schmidt A., Sabatel C., Dhainaut M., Vanhollebeke B., Gueydan C., Kruys V. (2019) Guidelines for optimized gene knockout using CRISPR/Cas9. BioTechniques, 66(6), 295–302. CrossRef Scholar google search
CHOPCHOP. Retrieved January 15, 2025, from: https://chopchop.cbu.uib.no/. Scholar google search
Brezgin S., Kostyusheva A., Kostyushev D., Chulanov V. (2019) Dead Cas systems: types, principles, and applications. Int. J. Mol. Sci., 20(23), 6041. CrossRef Scholar google search
Kostyushev D., Kostyusheva A., Brezgin S., Zarifyan D., Utkina A., Goptar I., Chulanov V. (2019) Suppressing the NHEJ pathway by DNA-PKcs inhibitor NU7026 prevents degradation of HBV cccDNA cleaved by CRISPR/Cas9. Sci. Rep., 9(1), 1847. CrossRef Scholar google search
Kostyushev D., Brezgin S., Kostyusheva A., Zarifyan D., Goptar I., Chulanov V. (2019) Orthologous CRISPR/Cas9 systems for specific and efficient degradation of covalently closed circular DNA of hepatitis B virus. Cell. Mol. Life Sci., 76(9), 1779–1794. CrossRef Scholar google search
