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N6-methylated adenine on the target sites of mamA from Mycobacterium bovis BCG enhances macrophage activation by CpG DNA in mice - 28/07/20

Doi : 10.1016/j.tube.2019.101890 
Yumiko Tsukamoto a, , Toshiki Tamura a, Yumi Maeda a, Kensuke Miyake b, Manabu Ato a
a Department of Mycobacteriology, Leprosy Research Center, National Institute of Infectious Diseases, Tokyo, Japan 
b Division of Innate Immunity, Department of Microbiology and Immunology, The Institute of Medical Science, The University of Tokyo, Tokyo, Japan 

Corresponding author. Department of Mycobacteriology, Leprosy Research Center, National Institute of Infectious Diseases, 4-2-1 Aobacho, Higashimurayamashi, Tokyo, 189-0002, Japan.Department of MycobacteriologyLeprosy Research CenterNational Institute of Infectious Diseases4-2-1 AobachoHigashimurayamashiTokyo189-0002Japan

Abstract

CpG motifs in DNA sequences are recognized by Toll-like receptor 9 and activate immune cells. Bacterial genomic DNA (gDNA) has modified cytosine bases (5-methylcytosine [5 mC]) and modified adenine bases (6-methyladenine [6 mA]). 5 mC inhibits immune activation by CpG DNA; however, it is unclear whether 6 mA inhibits immune activation by CpG DNA. Mycobacterium bovis BCG (BCG) has three adenine methyltransferases (MTases) that act on specific target sequences. In this study, we examined whether the 6 mA at the target sites of adenine MTases affected the immunostimulatory activity of CpG DNA. Our results showed that only 6 mA located at the target sequence of mamA, an adenine MTase from BCG, enhanced interleukin (IL)-12p40 production from murine bone marrow-derived macrophages (BMDMs) stimulated with CpG DNA. Enhancement of IL-12p40 production in BMDMs was also observed when BMDMs were stimulated with CpG DNA ligated to oligodeoxynucleotides (ODNs) harboring 6 mA. Accordingly, we then evaluated whether gDNA from adenine MTase-deficient BCG was less efficient with regard to stimulation of BMDMs. Indeed, gDNA from a mamA-deficient BCG had less ability to activate BMDMs than that from wild-type BCG. We concluded from these results that adenine methylation on ODNs and bacterial gDNA may enhance immune activity induced by CpG DNA.

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Graphical abstract




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Abbreviations : gDNA, 5 mC, 6 mA, BCG, MTases, BMDMs, ODNs, TLR9, MTB, Dam, BM, M-CSF, PD, PS, hygr


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