N6-メチルデノシンデメチラーゼALKBH5は、低酸素HBVトランスクリプトームを調節します

慢性B型肝炎は世界的な健康問題であり、現在の治療はB型肝炎ウイルス（HBV）感染のみを抑制し、新しい治療治療の必要性を強調しています。酸素レベルはHBVの複製に影響を与え、以前に低酸素誘発性因子（HIF）が基底コアプロモーター（BCP）を活性化することを報告しました。ここでは、BCP由来転写産物の低酸素依存性の増加が、RNAの半減期を調節する5 'STEMループのN6-メチルアデノシン（M6A）修飾に依存していることを示しています。HBVトランスクリプトームを正確にマッピングするためのプローブ豊富な長い読み取りシーケンス法の適用により、低酸素条件下でのプレゲノムRNAの存在量が増加しました。BCP-RNAの転写スタート部位のマッピングは、M6Aメチル化に依存するプロエノム前RNAスプライシングを調節する低酸素症の役割を特定しました。マウス肝臓の公開された単一細胞RNA-seqのバイオインフォマティック分析では、ペリ中央低酸素領域でRNAデメチラーゼALKBH5の発現が増加しました。ヒト肝細胞由来HepG2-NTCP細胞株を用いたin vitro研究は、低酸素条件下でALKBH5遺伝子発現の増加を示し、M6A修飾HBV BCP-RNAおよび宿主RNAの併用性の減少を示しました。デメチラーゼをサイレンシングすると、BCP-RNAと宿主遺伝子（Ca9、NDRG1、VEGFA、BNIP3、FUT11、GAP、P4HA1）のレベルが低下し、これはHIFα発現の減少によって媒介されました。要約すると、私たちの研究は、低酸素に対するウイルスおよび細胞の転写反応を調整する際に、ALKBH5の以前に認識されていなかった役割を強調しています。

Chronic hepatitis B is a global health problem and current treatments only suppress hepatitis B virus (HBV) infection, highlighting the need for new curative treatments. Oxygen levels influence HBV replication and we previously reported that hypoxia inducible factors (HIFs) activate the basal core promoter (BCP). Here we show that the hypoxic-dependent increase in BCP-derived transcripts is dependent on N6-methyladenosine (m6A) modifications in the 5' stem loop that regulate RNA half-life. Application of a probe-enriched long-read sequencing method to accurately map the HBV transcriptome showed an increased abundance of pre-genomic RNA under hypoxic conditions. Mapping the transcription start sites of BCP-RNAs identified a role for hypoxia to regulate pre-genomic RNA splicing that is dependent on m6A methylation. Bio-informatic analysis of published single cell RNA-seq of murine liver showed an increased expression of the RNA demethylase ALKBH5 in the peri-central low oxygen region. In vitro studies with a human hepatocyte derived HepG2-NTCP cell line showed increased ALKBH5 gene expression under hypoxic conditions and a concomitant reduction in m6A-modified HBV BCP-RNA and host RNAs. Silencing the demethylase reduced the level of BCP-RNAs and host gene (CA9, NDRG1, VEGFA, BNIP3, FUT11, GAP and P4HA1) transcripts and this was mediated via reduced HIFα expression. In summary, our study highlights a previously unrecognized role for ALKBH5 in orchestrating viral and cellular transcriptional responses to low oxygen.