第一作者：张丽琴
通讯作者：孙小明
发表期刊：mBio
期刊 5-Year Impact Factor：5.9
通讯单位：杭州师范大学基础医学院
论文DOI：https://doi.org/10.1128/mbio.02868-24
图片摘要及成果简介
2024年11月27日，杭州师范大学基础医学院孙小明课题组在微生物学领域权威期刊mBio（中科院升级版一区TOP期刊）上在线发表了题为“CDK12 antagonizes a viral suppressor of RNAi to modulate antiviral RNAi in Drosophila”的研究成果。该研究发现CDK12蛋白通过抑制病毒VSR功能增强宿主RNAi抗病毒免疫，揭示了动物中应对病毒编码RNA沉默抑制子(VSR)的一种新的反-反防御机制。这项研究不仅揭示了宿主与病毒相互作用的一个新维度，而且为开发加强基于 RNAi 的抗病毒防御策略开辟了途径。
图1. CDK12 对抗 VSR 以维持宿主抗病毒 RNAi 免疫的机制模型图。
引言
RNAi是一种保守的抗病毒天然免疫机制，目前已证实在真菌、植物、无脊椎动物、哺乳动物（包括人）中起到关键的抗病毒作用。病毒为逃避宿主的免疫作用，通常编码RNA沉默抑制子 (VSR) 来抑制宿主RNAi反应。然而，宿主是否存在对抗 VSR 介导的 RNA 沉默抑制的反防御机制尚不明确。本研究聚焦于探究宿主因子在抗病毒免疫中的作用机制。
图文导读
在该篇研究论文中，研究团队以果蝇作为模式动物，利用互作蛋白组学技术，在果蝇细胞中鉴定了29个与FHV B2（Flock house virus VSR）相互作用的宿主蛋白质。通过对这些蛋白质进行功能筛选，我们发现CDK12在 B2 存在时抑制 FHV 复制，而在 B2 缺失病毒（FHV△B2）感染时，这种抑制作用消失。进一步研究表明，CDK12 沉默会增强果蝇细胞对 FHV 的易感性，且 CDK12 过表达能抑制 FHV 复制，尤其在 B2 存在的情况下，证明 CDK12 的抗病毒作用依赖于 B2。
图2. CDK12 通过抑制 B2 的功能诱导抗病毒 RNAi 反应。
通过共转染和免疫共沉淀实验证实 CDK12 与 B2 相互作用，且二者主要在细胞质中共定位。由于两个蛋白均是RNA结合蛋白，为了验证CDK12与B2的互作是否由RNA介导，我们进行了RNA 酶处理实验，结果说明其相互作用不依赖 RNA。构建 B2 突变体发现，负责二聚化和 dsRNA 结合的关键氨基酸位点突变后，B2 与 CDK12 的相互作用消失，表明这些位点对二者结合至关重要。
图3. B2 中负责 dsRNA 结合和二聚化的关键氨基酸对其与 CDK12 的相互作用至关重要。
为了进一步证实CDK12对B2 VSR功能的影响，我们对 FHV 感染的 CDK12 敲低和野生型 S2 细胞构建小 RNA 文库并测序，发现 CDK12 敲低细胞中 vsiRNAs 的特征发生改变，如 21nt - long vsiRNAs 在正链上的比例增加，且缺乏典型的 2nt 3' 突出端，暗示 CDK12 有助于 FHV 感染期间病毒 dsRNAs 加工成 siRNAs，增强抗病毒 RNAi 活性。
图4.CDK12是病毒来源小RNA产生所必须的。
综上所述，本研究首次在果蝇中鉴定出与 FHV B2 相互作用的宿主蛋白，发现 CDK12 作为关键宿主因子与 B2 相互作用，抑制其 VSR 功能，增强抗病毒 RNAi 免疫，揭示了宿主对抗病毒的一种新的反制机制，为深入理解动物抗病毒免疫机制提供了新视角，有助于进一步阐明病毒与宿主在进化过程中的相互作用关系，为开发基于 RNAi 的抗病毒策略提供了理论依据。
第一作者和通讯作者简介
第一作者：张丽琴（后排左二）
张丽琴，博士毕业于中国科学技术大学，主要研究方向为病毒与宿主相互作用的机制研究。其中以第一作者或通讯作者在Cell Host & Microbe，mBio，Journal of Virology等重要期刊发表论文，以第一发明人授权发明专利一项。
参与作者：博士生梁雨（前排右一）、研究生秦佳玉（前排右二）、基础医学院刘辰老师、研究生尚梦玮参与了本文的研究内容。
通讯作者：孙小明（后排右5）
孙小明，教授，博士生导师，博士毕业于日本熊本大学医学院，随后赴美国哈佛大学医学院从事病毒宿主与免疫研究。其中以第一作者身份在 PNAS, Nature Communications, Cell Reports, J. Immunol 等重要期刊发表过论文，被引用 3800 余次，H - index 19。
