The function of 2'-O-methylated RNA in the context of viral infection

Abstract

RNA is subject to a wide array of post-transcriptional modifications. 2'-O-methylation is an essential intrinsic modification of RNA. It affects the structure and reactivity of the molecule as well as its function. 2'-O-methylation is highly conserved, present in all three domains of life. Viral RNA uses this modification to mimic the host and evade detection by the immune system. There are two main mechanisms, through which viral 2'-O-methylated RNA does this. The first is evading detection by a pattern recognition receptor form the RIG-I-like receptor family Mda5. Mda5 is capable of detecting unmethylated RNA and recognising it as non-self, thus initiating an immune response. The second mechanism the evasion and restriction of an effector molecule IFIT. IFIT proteins are capable of detecting the absence of 2'-O- methylation on viral RNAs and inhibiting their translation. They do this by interfering with the formation of the ternary complex, an essential member of ribosomal formation. Using viral 2'- O-methylation as a target for therapy, it is possible to develop attenuated vaccines. Keywords: viral RNA, RNA modifications, 2'-O-methylation, Mda5, IFIT, RIG-I-like receptors, epitranscriptomics, WNV, JEV

RNA podléhá velkému množství post-transkripčních modifikací. 2'-O-metylace je přirozenou a nezbytnou modifikací RNA. Ovlivňuje její strukturu, reaktivitu a funkci. 2'-O- metylace je vysoce konzervovanou modifikací a je přítomná ve všech třech doménách života. Virová RNA využívá této modifikace k tomu, aby napodobila hostitelskou RNA a vyhnula se tak detekci hostitelským imunitním systémem. Existují dva hlavní mechanismy, pomocí kterých to 2'-O-metylovaná virová RNA dělá. Prvním způsobem je vyhnutí se rozpoznání pomocí pattern recognition receptoru Mda5. Mda5 dokáže rozpoznat nemetylovanou RNA jakožto nevlastní a následně spustit imunitní reakci. Druhým mechanismem je vyhýbání se a omezování efektorových molekul IFIT. Proteiny IFIT také dokáží detekovat nepřítomnost 2'- O-metylace na virové RNA a následně zabránit translaci virové RNA navázáním se na ternární komplex, který je nezbytný pro formaci ribozomu. Bylo dokázáno, že ovlivnění virové 2'-O- metylace může být využito pro tvorbu atenuovaných vakcín pro některá virová onemocnění. Klíčová slova: virová RNA, RNA modifikace, 2'-O-metylace, Mda5, IFIT, RIG-I-like receptors, epitranskriptomika, WNV, JEV