《研究发现北平顶猴APOBEC3G异常剪切降低了其对HIV-1基因组编辑压力》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2019-12-23
  • 宿主病毒限制因子APOBEC3、TRIM5α、TRIMCyp、Tetherin、SAMHAD1及Mx2等可直接作用于HIV-1等逆转录病毒,从而限制病毒在宿主细胞中的复制。对宿主限制因子的研究有助于阐明HIV-1复制的分子免疫机制,构建合适艾滋病的动物模型,探究艾滋病药物新靶点和治疗新策略。中国科学院昆明动物研究所郑永唐学科组,前期在旧大陆猴唯一可感染HIV-1的平顶猴中发现了一种新的TRIMCyp融合模式,证明npmTRIMCyp不能限制HIV-1的感染和复制,从而阐明了平顶猴对HIV-1易感的分子机制,首次创建了北平顶猴HIV-1感染模型,HIV-1在北平顶猴体内表现为持续性低水平复制和形成潜伏感染,APOBEC3也诱导了HIV-1病毒的超突变(Liao et al, AIDS, 2007; Kuang et al, Retrovirology, 2009; Pang et al, Sci Bull, 2018; Pang et al, Front Immunol, 2018)。

    APOBEC3家族成员,尤其是APOBEC3G (A3G)和APOBEC3F (A3F),是重要的抗病毒因子,它们通过胞嘧啶脱氨基作用导致病毒基因组突变的机制来抑制病毒的复制。A3G的致突变编辑活性主要表现为病毒基因组5’-GG-3’到5’-AG-3’的突变,而A3F致突变则主要表现为病毒基因组5’-GA-3’到5’-AA-3’的突变。APOBEC3导致的病毒基因组高突变与病毒进化及疾病进程相关。

    郑永唐学科组对HIV-1感染北平顶猴的病毒序列进行研究时发现,北平顶猴中HIV-1的基因组突变模式不同于人,北平顶猴体内HIV-1 基因组从5’-GG-3’到5’-AG-3’的A3G特征突变数量异常低,提示北平顶猴A3G存在表达或功能异常。进一步研究发现,北平顶猴A3G蛋白功能并没有异常,且表现出较强的体外致HIV-1突变能力。北平顶猴A3G在基因表达上存在明显的可变剪切,新发现的RNA剪切体因存在2个提前终止密码子,导致其翻译提前终止无法形成正常A3G蛋白。这种异常剪切体的表达显着高于正常A3G剪接体的表达,稀释了正常A3G蛋白,相对削弱了其对病毒的编辑压力。A3G这种异常剪接模式普遍存在于北平顶猴、中国猕猴和食蟹猴。

    进一步的机制研究发现,与人A3G基因不同的是,北平顶猴A3G基因第1内含子中插入了Alu序列。Alu序列是灵长类基因组特有的含量丰富的重复序列,也是基因组中最活跃遗传元件之一。Alu序列的插入影响了北平顶猴A3G正常剪接模式,即在没插入Alu序列的情况下,RNA Pol II可以快速加工并呈递至下游的强3'剪接位点,从而有效地与上游弱3'剪接位点竞争,不产生明显的异常剪接体;Alu序列插入延迟了下游强3'剪接位点的出现,这种延迟将为上游弱3'剪接位点剪接反应发生提供更多的机会和时间,从而导致了大量异常剪接体出现,干扰了正常剪接体的产生。体外将插入的Alu序列删除后,北平顶猴A3G异常剪切模式被消除,证明北平顶猴A3G内含子中Alu序列的插入是A3G产生异常剪切的原因。

  • 原文来源:http://news.bioon.com/article/6748285.html
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    • 编译者:张虎
    • 发布时间:2019-12-07
    • APOBEC3家族成员,尤其是APOBEC3F和APOBEC3G,是重要的细胞抗病毒因子。 近来,已将更多注意力集中在针对APOBEC3G的艾滋病治疗上。 为了适当地使用猕猴动物模型来研究APOBEC3相关问题,弄清人类和猕猴APOBEC3之间的差异非常重要。 在这项研究中,我们在猕猴中鉴定了一种新颖且保守的APOBEC3G pre-mRNA替代剪接模式,该剪接模式与人类不同,并且可以减轻APOBEC3G介导的北部猪尾猕猴(HIV)对HIV-1的超变压力。 我们的工作为在猕猴动物模型中正确应用APOBEC3相关问题提供了重要信息,并为人们更好地理解APOBEC3蛋白的生物学功能提供了重要信息。
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-01-03
    • 平顶猴是旧大陆猴中唯一可感染HIV-1的非人灵长类动物。平顶猴分为南平顶猴、北平顶猴及明达威猴3个物种,中国分布的平顶猴为北平顶猴。国际上以往研究所用平顶猴均为南平顶猴,鲜见北平顶猴和明达威猴的基础生物学及疾病动物模型研究报道。中国科学院昆明动物研究所郑永唐课题组前期阐明了平顶猴易感HIV的分子机制(Liao et al, AIDS, 2007; Kuang et al, Retrovirology, 2009),构建了HIV-1感染北平顶猴动物模型,并发现HIV-1可在北平顶猴体内呈低水平持续性复制和形成潜伏感染(Pang et al, Sci Bull, 2018)。北平顶猴APOBEC3也诱导了HIV-1病毒的超突变,APOBEC3G异常剪切降低了其对HIV-1基因组编辑压力(Pang et al, Front Immunol, 2018; Zhang et al, J Virol, 2019)。 艾滋病动物模型有助于研究艾滋病致病机制,评价艾滋病药物和疫苗及治疗策略。由于HIV感染具有显着的种属特异性,以猴免疫缺陷病毒(SIV, simian immunodeficiency virus)或SIV为骨架的猴/人免疫缺陷嵌合病毒(SHIV, simian-human immunodeficiency virus)感染的非人灵长类动物模型依然是应用最为广泛的艾滋病动物模型。SIV或SHIV感染北平顶猴的艾滋病模型未见报道。 在昆明动物所研究员郑永唐的指导下,博士研究生张明旭、宋天章等建立了SIVmac239感染北平顶猴的艾滋病模型,并进行了其病毒-免疫学特征研究。研究发现疾病发展进程与多种免疫学数据相关,其中包括T细胞活化、CD4/CD8 T细胞比例及其变化,以及T细胞分化程度等,这与以往文献报道的HIV-1感染者情况一致,表明SIVmac239感染北平顶猴可用于研究艾滋病疾病进展相关因素,利用多组数据或许能更精准地分析预测疾病进展情况(Zhang et al, Immunology, 2017, 152:574-579);有意思的是,对比研究SIVmac239感染北平顶猴和中国猕猴免疫学指标,发现部分北平顶猴在进入慢性感染阶段后,CD4+ T细胞能自发恢复到接近甚至超过感染前的水平,并且整体而言北平顶猴的疾病进展要慢于中国猕猴,这在以往的SIV感染亚洲猕猴或HIV-1感染人中未见报道,提示北平顶猴或许更适合研究病毒感染后CD4+ T细胞稳态恢复及维持(Zhang et al, Eur J Immunol, 2018, 48:384-385);微生物易位是加速疾病进展的一项重要因素。比较研究SIVmac239感染北平顶猴和中国猕猴艾滋病模型,发现北平顶猴在病毒感染后肠道完整性明显维持得更好,并且微生物易位水平更低。进一步研究表明这与T细胞活化水平低密切相关,佐证了北平顶猴能维持更好的CD4+ T细胞稳态及减缓的疾病进展(Zhang et al, Zool Res, 2019, 40:522-531)。以上SIVmac239感染北平顶猴的系列研究表明,该模型是合适的艾滋病动物模型,在阐明某些艾滋病特定科学问题方面有其独特优势。