Retinoic acid-inducible gene I (RIG-I) is a cytosolic receptor of viral RNA and recognizes double-stranded viral RNAs (dsRNAs) containing two or three 5’ phosphates. Critical role of viral RNAs is recognizing viral RNAs and induces type I interferons. A few reports of 5’- PPP-independent RIG-I agonists have emerged, but little is known about the molecular principles underlying their recognition. We recently found that the bent duplex RNA from the influenza A panhandle promoter activates RIG-I even in the absence of a 5’-triphosphate moiety. Here, we report that noncanonical synthetic RNA oligonucleotides containing G-U wobble base pairs that form a bent helix can exert RIG-I-mediated antiviral and anti-tumor effects in a sequence- and site-dependent manner. We also implies that structural dynamics of synthetic RNAs conserving G-U wobble base pairs by using NMR spectroscopy. We present synthetic RNAs that have been systematically modified to enhance their efficacy and outline the basic principles for engineering RIG-I agonists applicable to immunotherapy.
RIG-I 단백질은 세포질 내에 존재하는 단백질이며, 세포 내로 침입하는 바이러스성 RNA를 인식한다. 기존에 알려진 바이러스RNA 유전체는 5’-말단에 있는 삼인산기를 지녀 RIG-I가 인식하여 바이러스의 감염을 감지하는 것으로 알려져 있다. 반면, 인플루엔자 A 바이러스 프로모터로부터 가져온 이중나선 굽힘 RNA가 삼인산기를 지니지 않아도 RIG-I를 활성화시키는 것을 발견하였다. 본 연구에서 NMR 기술을 이용하여 RIG-I 단백질의 유무에 따른 RNA 분자의 움직임을 millisecond 단위에서 관찰하여 그 기능 및 기작을 규명하고자 하였다. 또한, 세포 내에서 안정성을 높인 hairpin RNA를 디자인하여 RIG-I를 매개로 하여 인터페론 발현을 유도함을 확인하고 항바이러스성, 항암성효과를 나타냄을 확인하였다. 더 나아가 마우스 모델에서도 항암효과를 나타냄을 확인하였다. 이는 향후 면역 치료제로써 무한한 가능성을 지닐 것이다.
