时间:2024-09-03
真核生物的蛋白翻译,依赖于mRNA 5'端的帽子结构。而口蹄疫病毒(FMDV)、脊髓灰质炎病毒、人丙型肝炎病毒等一些RNA 病毒,其蛋白的翻译是通过病毒自身的内部核糖体进入位点(Internal ribosomal entry site,IRES)以非帽依赖性方式完成的,即IRES 借助宿主细胞的翻译起始因子和反式作用因子招募40S 和60S 核糖体形成翻译起始复合物、起始病毒蛋白的翻译。IRES 介导的翻译起始是这些RNA 病毒复制的关键步骤之一,其过程涉及病毒与宿主细胞蛋白之间复杂的相互作用,与病毒的嗜性和毒力相关,是近年来病毒学研究的热点领域之一。近年来,哈尔滨兽医研究所牛羊传染病研究创新团队聚焦FMDV 的IRES 进行研究,确定IRES是FMDV 的关键毒力因子,并发现IRES 的C351G突变使之与宿主细胞多聚嘧啶结合蛋白(PTB)的相互作用对温度敏感,从而引起IRES 发生温度依赖性翻译缺陷,导致FMDV 产生温度敏感减毒表型(国际PCT 专利公开号:WO/2018/090994)。这些发现,引导作者进一步寻找与病毒IRES 互作的细胞蛋白、并研究其在FMDV 复制中的作用,以阐明病毒IRES 介导翻译起始的分子机制以及IRES 靶向FMDV 减毒的精细机制。
作者首先用FMDV 的IRES 为诱饵从细胞中调取一些IRES 结合蛋白,并通过质谱分析进行鉴定。选取其中的核不均一核糖核蛋白L(hnRNP L)进行深入研究,发现hnRNP L 以其RNA 识别基序RRM3-4 与IRES 的 结 构 域D4-5 结 合, 这 种 蛋白-RNA 相互作用导致FMDV 在细胞中的复制明显受到抑制。然而令人惊奇的是,hnRNP L 对FMDV生长的抑制作用虽然以结合IRES 为前提,可是与IRES 介导的翻译功能无关。由此推测,IRES 的结合只是为hnRNP L 提供一个空间位点,使之有机会与其他宿主细胞或病毒的因子互作以阻止病毒RNA的合成。接下来的研究发现,在感染细胞中hnRNP L 阻止FMDV RNA 的合成、由此抑制FMDV 的复制。已知PTB 蛋白可稳定IRES 结构、对于FMDV复制是需要的,这使人联想到hnRNP L 可能通过与PTB 互作影响PTB 的稳定功能、导致IRES 已被降解而抑制FMDV 的复制,但作者的研究结果表明hnRNP L 不影响IRES 的稳定性。进一步的研究表明,在感染细胞内hnRNP L与病毒聚合酶3Dpol相互作用,而且这种互作是FMDV RNA 依赖性的,提示hnRNP L 存在于RNA 复制复合物中发挥抑制功能,其作用机制尚不清楚。考虑到hnRNP L 通过其RNA结合域RRM3-4 与FMDV IRES 的结构域D4-5 互作,而且有研究表明hnRNP L 的RRM3-4 通过结合RNA的不同位点使之环化,因此作者推测,hnRNP L 可能通过结合IRES 使之改变构象,从而招募其他蛋白或非编码RNA 来影响复制复合物中病毒RNA 的合成。上述研究结果已在线发表在Journal of Virology,孙超为第一作者,杨德成和于力为通讯作者。
本研究在细胞中发现一种新的病毒IRES 结合蛋白hnRNP L,它存在于包含3Dpol和FMDV RNA 的复制复合物中,通过抑制病毒RNA 的合成而不是阻止IRES 介导的翻译起始来抑制FMDV 的复制。这种hnRNP L 与IRES 相互作用抑制FMDV 复制的意外机制,加深了我们对病毒IRES 功能的理解。研究病毒嗜性与毒力的分子决定因素及其发生机制,是探索病毒病流行规律以及寻求免疫防控策略的重要课题。本研究仅仅是病毒IRES 与细胞蛋白互作影响微RNA 病毒复制研究的开始,随后的研究也将关注IRES 决定FMDV 毒力的结构基础以及IRES 突变引起减毒的发生机制,这些研究不但具有基础病毒学理论价值、而且具有临床病毒学应用潜力。
我们致力于保护作者版权,注重分享,被刊用文章因无法核实真实出处,未能及时与作者取得联系,或有版权异议的,请联系管理员,我们会立即处理! 部分文章是来自各大过期杂志,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!