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小RNA病毒科包含口蹄疫病毒、肠道病毒71型和脑心肌炎病毒等重要病原体，这些病毒在全球范围内引起严重的人畜共患传染病。2026年8月15日，《Nature Communications》期刊在线发表了中国农业科学院兰州兽医研究所郑海学/朱紫祥/中国科学院武汉病毒研究所徐智圣团队完成的题为“Redox cycling of viral RNA polymerase controls picornavirus replication”的研究论文。该研究通过猪全基因组CRISPR/Cas9筛选，发现氧化还原修饰酶MSRB3和RSAD1通过催化病毒3D聚合酶的甲硫氨酸可逆氧化还原修饰，共同调控小RNA病毒的复制过程。
研究团队首先建立了猪全基因组CRISPR/Cas9敲除细胞文库，并利用口蹄疫病毒进行压力筛选，最终鉴定出甲硫氨酸亚砜还原酶B3（MSRB3）是支持口蹄疫病毒高效复制的关键宿主因子。在MSRB3缺失的PK-15细胞中，病毒的RNA水平、2C蛋白表达量和子代病毒滴度均显著下降，而MSRB3过表达则明显促进病毒增殖。进一步的生化实验证实，MSRB3能够直接结合病毒3D聚合酶，并且这种结合依赖于MSRB3的还原酶活性——失活的MSRB3-C82A突变体无法恢复病毒复制能力。研究团队还发现MSRB3对3D聚合酶的稳定性调控具有特异性，它并不影响伪狂犬病毒和传染性胃肠炎病毒等其他猪源病毒的复制。
在寻找催化3D聚合酶甲硫氨酸氧化的上游酶时，研究团队通过免疫共沉淀结合质谱分析鉴定出自由基SAM家族成员RSAD1。RSAD1同样能够直接结合3D聚合酶，但其作用与MSRB3完全相反——RSAD1过表达显著抑制口蹄疫病毒复制，而RSAD1敲除则促进病毒增殖。质谱分析精确定位了RSAD1催化的氧化靶点为3D聚合酶的第194位和第403位甲硫氨酸残基，这两个位点恰好也是MSRB3发挥还原修复作用的底物。当这两个位点同时突变为丙氨酸后，3D聚合酶不再受RSAD1的降解调控，并且携带该突变的重组病毒在RSAD1敲除细胞中的复制水平与野生型病毒无差异，这充分证明RSAD1-MS RB3氧化还原循环直接决定了3D聚合酶的稳定性和病毒复制效率。
研究团队深入解析了甲硫氨酸氧化如何导致3D聚合酶降解的分子机制。ThT荧光染色和凝胶过滤实验显示，RSAD1催化氧化后的3D聚合酶容易形成蛋白聚集体。这种聚集形式的3D聚合酶随后通过自噬-溶酶体途径被清除，自噬抑制剂（3-MA、氯喹和巴弗洛霉素A1）能够有效逆转RSAD1过表达引起的3D聚合酶降解。研究进一步鉴定了E3泛素连接酶TRIM25和自噬受体TOLLIP在该降解通路中的核心作用——TRIM25特异性催化3D聚合酶第103位赖氨酸的K48连接多聚泛素化，而TOLLIP则通过其CUE结构域和LIR基序分别识别泛素化底物和锚定LC3阳性的自噬体膜。体内实验也证实，MSRB3基因敲除小鼠在感染口蹄疫病毒、肠道病毒71型或脑心肌炎病毒后表现出更高的存活率和更低的组织病毒载量，而RSAD1敲除小鼠则呈现相反的表型，这些结果充分验证了该氧化还原调控机制在不同小RNA病毒感染中的保守性和重要病理意义。
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