南湖新闻网讯（通讯员 胡虹）在农业生产中，植物病原真菌一直是威胁粮食安全和农作物产量的“隐形杀手”。传统抗真菌药物如多烯类、唑类和棘白菌素类，虽然在农业和医学领域被广泛应用，但近年来，真菌抗药性问题日益严重，环境毒性问题也逐渐凸显。面对这一困境，科学家们迫切需要寻找新的抗真菌靶点和策略。
近日，植物科学技术学院陈小林教授与生命科学技术学院周志鹏教授课题组合作在国际学术期刊Trends in Microbiology上在线发表了题为“RNA modifications in plant pathogenic fungi: from epitranscriptomics to antifungal strategies”的综述论文，系统总结了真菌RNA修饰和表观转录组学的研究进展，以及将RNA修饰酶其作为新型抗真菌靶点的巨大潜力。
RNA修饰：真菌致病性背后的“关键玩家”
RNA修饰是指在RNA分子上发生的化学变化，这些变化能够影响RNA的稳定性、翻译效率以及定位，从而调控基因表达。目前已鉴定出超过170种RNA修饰类型，它们共同构成了表转录组（epitranscriptome），在转录后水平上动态调节基因表达。在这篇综述中，研究人员详细总结了植物病原真菌中几种关键RNA修饰（如m6A、m5C、m1A、m7G、s2U、ac4C和A-to-I编辑）的作用机制，这些修饰在真菌的发育和致病性中扮演着至关重要的角色。
以m6A修饰为例，它是真核生物mRNA中最常见的内部修饰之一，广泛参与RNA的稳定性、剪接、翻译和降解过程。在植物病原真菌中，m6A修饰能够影响毒力基因的表达以及真菌的发育过程，如分生孢子形成和附着胞的形成。例如，在稻瘟菌中，m6A甲基转移酶MTA1通过调控RNA甲基化影响感染过程，其缺失会导致真菌在水稻和大麦上的致病性降低，附着胞穿透和侵入生长能力受损。此外，m1A修饰主要发生在tRNA和rRNA中，稻瘟菌中的Trm6/Trm61复合体能够催化tRNA上m1A58的甲基化，增强翻译效率，进而影响麦角甾醇生物合成相关基因的翻译。研究表明，m1A58的缺失会导致麦角甾醇水平下降，从而削弱真菌的毒力。
Figure 1 Major RNA modifications and their regulators in plant pathogenic fungi.
Figure 2 The role of RNA modifications in different plant pathogenic fungi.
新型抗真菌靶点：RNA修饰酶的优势与潜力
RNA修饰酶作为“书写者”“阅读者”和“擦除者”，在调控RNA修饰过程中发挥着核心作用。这些酶在真菌中具有高度的特异性，与人类和植物的同源性较低，这为开发选择性抑制剂提供了可能。与传统抗真菌药物相比，以RNA修饰酶为靶点的抗真菌策略具有诸多优势：高特异性、降低抗药性风险、创新的作用机制、环境友好以及与其他抗真菌药物的协同潜力。例如，针对m6A修饰酶的抑制剂可能通过精确调控真菌的基因表达，减少对人类细胞的非特异性影响。此外，RNA修饰酶参与多种生物过程，如转录调控、mRNA剪接和tRNA成熟，这使得真菌更难通过单一基因突变产生抗药性。研究人员还指出，RNA修饰酶作为一类新的抗真菌靶点，其作用机制与现有药物截然不同，有望为解决现有抗真菌药物的抗药性问题提供新思路。
Figure 3 Comparison of RNA modification enzymes in Magnaporthe oryzae (fungus), Oryza sativa (rice), and Homo sapiens (human).
多策略并举：应对RNA修饰靶点的挑战
尽管RNA修饰酶作为抗真菌靶点具有巨大潜力，但在实际应用中仍面临一些挑战，如潜在的非靶标效应和环境风险。为了克服这些问题，研究人员提出了一系列策略：在分子设计层面，利用生物信息学工具比较不同物种间RNA修饰酶的序列，识别独特的真菌基序或结构域，以便选择性地靶向；借助计算机辅助药物设计技术，如分子对接模拟，预测抑制剂与酶的相互作用，优化化学结构以提高结合特异性；利用RNA干扰（RNAi）技术，设计与植物或人类基因无显著同源性的siRNA或shRNA分子，实现对真菌RNA修饰酶基因的特异性沉默；开发具有真菌靶向配体的壳聚糖纳米颗粒或工程脂质体等递送系统，提高抗真菌药物在真菌细胞内的积累，减少对非靶标生物的暴露；借助人工智能（AI）加速靶点识别和抑制剂设计，通过深度学习模型筛选出与宿主物种低同源性的真菌特异性RNA修饰酶，并预测其功能重要性，同时提出结构修饰建议以提高抑制剂的结合亲和力。
Figure 4 Importance and off-target solutions of RNA modification enzymes as antifungal targets.
结语：RNA修饰研究的未来展望
RNA修饰在植物病原真菌中的研究仍处于起步阶段，尽管已有实验证据表明其在真菌毒力和发育中的重要作用，但其全面的调控机制以及与其他表观遗传因素的相互作用仍有待深入探究。未来的研究需要聚焦于RNA修饰酶的功能鉴定、选择性抑制剂的开发以及全面的安全性和环境影响评估。随着这些研究的不断深入，RNA修饰有望成为下一代抗真菌策略的有力候选靶点，为应对日益严峻的真菌抗药性挑战提供新的解决方案。
总之，该综述为我们揭示了RNA修饰在植物病原真菌中的重要作用以及其作为新型抗真菌靶点的巨大潜力。通过深入探索RNA修饰的调控机制和开发针对性的抑制剂，我们有望为农业生产和医学领域带来更有效、更环保的抗真菌策略，为全球粮食安全和人类健康保驾护航。
华中农业大学博士研究生胡虹，李益楠和吕子威为第一作者，陈小林教授和周志鹏教授为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金（32272476, 32470073，32270098）以及农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室资助项目等项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.tim.2025.07.007
【英文摘要】Traditional antifungal agents such as polyene, azole, and echinocandin antifungals are restricted because of antifungal resistance and off-target effects. Given these limitations, there is an urgent need to explore novel antifungal strategies by identifying alternative targets. RNA modifications, such as m6A, m5C, m1A, m7G, s2U, ac4C, and A-to-I editing, hold promise as such targets on the basis of their roles in post-transcriptional regulation in plant pathogenic fungi, affecting RNA processing, stability, translation, and localization. This review summarizes the current understanding of RNA modifications in plant pathogenic fungi, focusing on their roles in infection and their potential as novel antifungal targets. While promising, the field is still emerging, and further experimental validation is essential to translate these findings into practical antifungal strategies.
审核人：陈小林
