均衡ヌクレオシドトランスポーターによるRNA由来の修飾ヌクレオシドの輸出は、オートファジー反応とジカウイルス複製の大きさを定義します

RNAには、その塩基または砂糖群に共有結合したさまざまな転写後修飾が含まれています。これらの修飾されたヌクレオシドは、RNA異化の結果としてRNA分子から解放され、細胞外腔に放出されますが、細胞外輸送の分子メカニズムとその病態生理学的意味は不明です。本研究では、RNA由来の修飾ヌクレオシドが平衡ヌクレオシドトランスポーター1および2（ENT1およびENT2）を介して細胞外空間に輸出され、ENT1がENT2よりも修飾ヌクレオシドの優先度が高いことを発見しました。ENT1およびENT2の薬理学的阻害または遺伝的欠失は、修飾ヌクレオシドの輸出を有意に減衰させ、それによりサイトゾルに蓄積しました。突然変異誘発戦略を使用して、未修飾および修飾ヌクレオシドの識別に関与するENT1のアミノ酸残基を特定しました。Ents欠損細胞では、細胞内修飾ヌクレオシドのレベルの上昇は、LC3-IIレベルの増加によって証明されるように、オートファジー応答の誘導と密接に関連していました。重要なことに、オートファジーを誘導できる修飾されたヌクレオシドのスクリーニングを実施し、1-メチルグアノシン（M1G）がLC3-IIレベルを誘導するのに十分であることがわかりました。病態生理学的に、修飾されたヌクレオシドの欠陥のある輸出は、オートファジー依存的に劇的に誘導されたジカウイルスの複製を劇的に誘導しました。さらに、ディラゼップによるエントの薬理学的阻害がジカウイルスの複製を有意に誘導することも発見しました。集合的に、我々の発見は、RNA由来の修飾ヌクレオシドをオートファジー反応を活性化する重要なシグナル伝達モジュレーターとして強調し、これらの修飾ヌクレオシドの欠陥輸出が病態生理に重大な結果をもたらす可能性があることを示しています。

RNA contains a wide variety of posttranscriptional modifications covalently attached to its base or sugar group. These modified nucleosides are liberated from RNA molecules as the consequence of RNA catabolism and released into extracellular space, but the molecular mechanism of extracellular transport and its pathophysiological implications have been unclear. In the present study, we discovered that RNA-derived modified nucleosides are exported to extracellular space through equilibrative nucleoside transporters 1 and 2 (ENT1 and ENT2), with ENT1 showing higher preference for modified nucleosides than ENT2. Pharmacological inhibition or genetic deletion of ENT1 and ENT2 significantly attenuated export of modified nucleosides thereby resulting in their accumulation in cytosol. Using mutagenesis strategy, we identified an amino acid residue in ENT1 that is involved in the discrimination of unmodified and modified nucleosides. In ENTs-deficient cells, the elevated levels of intracellular modified nucleosides were closely associated with an induction of autophagy response as evidenced by increased LC3-II level. Importantly, we performed a screening of modified nucleosides capable of inducing autophagy and found that 1-methylguanosine (m1G) was sufficient to induce LC3-II levels. Pathophysiologically, defective export of modified nucleosides drastically induced Zika virus replication in an autophagy-dependent manner. In addition, we also found that pharmacological inhibition of ENTs by dilazep significantly induced Zika virus replication. Collectively, our findings highlight RNA-derived modified nucleosides as important signaling modulators that activate autophagy response and indicate that defective export of these modified nucleoside can have profound consequences for pathophysiology.