登录
 机构网站
  1. 首页
  2. 情报产品
  3. 快讯详情

《肠病毒基因组RNA 5'非翻译区的结构》

  • 来源专题：新发突发疾病防治
  • 编译者： 张玢
  • 发布时间：2019-11-30

  • 肠病毒RNA基因组共有一个长的，高度结构化的5'非翻译区（5'UTR），其中包含I型内部核糖体进入位点（IRES）。 5'UTR由通过非结构化RNA区域连接的稳定折叠的RNA结构域组成。 5'UTR的正确折叠和功能是病毒复制效率的基础，也决定了病毒的毒性。 本研究通过使用引物延伸（SHAPE）和溶液中的碱基特异性化学探针分析了选择性2'-羟基酰化反应，表征了柯萨奇病毒B3的5'UTR基因组RNA的结构。 研究结果揭示了新颖的结构特征，包括主要结构域的重新排列，新发现的远程相互作用以及固有无序的连接区域。 这些新近鉴定的特征共同构成了具有I IRES元件的肠病毒5'UTR模型，该模型在病毒感染期间由基因组RNA引导的分级过程中将结构链接到功能。

344浏览量
原文链接
相关报告

  • 《Cell子刊揭示寨卡病毒基因组RNA二级结构图谱》
    • 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：2018-11-29
    • 11月21日，清华大学生命科学学院张强锋课题组、药学院谭旭课题组在《细胞宿主与微生物》（Cell Host & Mircobe）期刊在线发表题为《寨卡病毒基因组RNA结构的综合分析揭示了病毒感染性的关键决定因素》（Integrative Analysis of Zika Virus Genome RNA Structure Reveals Critical Determinants of Viral Infectivity）的研究论文。该论文对寨卡病毒的RNA基因组在二级结构层次进行了综合分析和建模,并在此基础上发现且验证了一个只在流行株系中特异性存在的长程RNA-RNA相互作用，研究表明该相互作用可能促进寨卡病毒流行株系的细胞感染功能。论文显示了RNA二级结构对寨卡病毒的重要作用，阐释了调控RNA病毒传染性和毒性的新型分子机制，为相关药物开发提供了重要的结构基础。 寨卡病毒是一种黄热病毒。与登革病毒、乙型脑炎等常见典型黄热病毒类似，寨卡病毒通过蚊虫叮咬在人类和其它动物中传播，对人类健康有严重的威胁。寨卡病毒有两个流行株系：一个比较古老的非洲株系，于 1947年发现于非洲；另一种是流行的亚洲株系（又称美洲株系），原在东南亚流行，后在南美洲和中北美洲爆发。目前，对人类威胁较大的株系是亚洲株系。早在2013年法属波利尼西亚群岛（大溪地）和2015年巴西的寨卡疫情中，人们就发现感染寨卡病毒孕妇的胎儿会有小头畸形的症状，同时亚洲株系也被发现会引起格林巴氏综合症。2016年寨卡病毒大规模流行，据统计感染规模超过百万人；因此被世界卫生组织宣布为国际公共卫生紧急事件。 自从大规模流行以后，寨卡病毒吸引了广泛的研究关注。一个重要的科学问题是理解流行株系和非流行株系的基因组差异在病毒传播过程中的作用。以前的研究主要关注氨基酸或者说蛋白质的差异。比如在2017年，军事医学科学院的秦成峰课题组和清华大学的程功课题组分别报道了两个关键的病毒蛋白的氨基酸单位点突变，这些突变对寨卡流行病毒株系的毒性和传播有关键提升作用。然而，比较基因组的分析结果表明，寨卡病毒流行株系和非流行株系的大部分基因组差异并不带来氨基酸的变化，而是发生在非编码区的突变和编码区的同义突变。这些在蛋白层次“沉默”的突变有可能在RNA层次造成功能和调控的差异。然而，由于技术的限制，人们对此所知甚少。 抢先索取Axiom小麦基因分型芯片的更多资料领 取 和其它黄热病毒一样，寨卡病毒的基因组是一条长为一万个核苷酸左右的正链RNA，其中包括编码全部11个病毒蛋白的编码区以及5’端和3’端的非编码区域。在本研究中，研究者综合利用了两种新型的、基于高通量测序技术的RNA二级结构研究手段，平行解析并比较了亚洲株系和非洲株系的寨卡病毒在哺乳动物细胞内的基因组RNA结构。这两种新技术包括利用小分子修饰结合深度测序探测RNA二级结构的icSHAPE技术（2015年发表于Nature），和利用小分子交联结合深度测序检测RNA分子相互配对作用的PARIS技术（2016年发表于Cell）。研究者将测得的icSHAPE和PARIS数据和已知病毒RNA元件的二级结构进行了系统比较，验证了两种技术解析病毒RNA结构的有效性。以PARIS数据为依据，对寨卡病毒RNA基因组进行了RNA结构域的划分，并在结构域的基础上，结合icSHAPE数据和RNA结构预测软件，构建了亚洲和非洲株系寨卡病毒全基因组RNA的二级结构模型。 值得注意的是，结合 PARIS数据和寨卡病毒各亚型的系统进化分析，研究者从中发现了一个亚洲株系特异的5’端非编码区和病毒包膜蛋白编码区之间的长距离RNA-RNA相互作用。在这个区域，亚洲株系相对于非洲株系有很大的核苷酸差异。这些差异都特异的位于氨基酸密码子的第三位因而不影响编码蛋白，但却形成了亚洲株系中特异RNA相互作用的基础。研究者对这个RNA-RNA相互作用进行了突变和回补实验，验证了其对亚洲株系的重要性，如果破坏该相互作用会大幅降低寨卡病毒在神经胶质瘤细胞中的感染性。这个结果揭示了RNA二级结构对于病毒感染性调控的复杂性和重要性，对于理解病毒的基因组组成和进化，开发新型基于RNA的抗病毒药物都有启示意义。 清华大学生命学院张强锋研究员和药学院谭旭研究员为本文的通讯作者，CLS项目博士生李盼、生命学院博士生魏逸凡、梅淼和PTN项目博士生生唐磊为本文共同第一作者。本工作得到了军事科学院秦成峰、加州大学河边分校和清华大学姜涛、苏州大学戴剑锋等的帮助，并获得国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、清华大学结构生物学高精尖中心、清华-北大生命科学联合中心和国家青年相关人才计划项目的资金支持。
    168浏览量
    原文链接

  • 《研究人员破译病毒基因组如何在病毒衣壳内包装》
    • 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：2019-06-03
    • 在一项新的研究中，来自芬兰赫尔辛基大学和英国牛津大学等研究机构的研究人员首次破译了病毒基因组如何在病毒衣壳内包装。相关研究结果于2019年5月29日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Multiple liquid crystalline geometries of highly compacted nucleic acid in a dsRNA virus”。 论文的通讯作者、赫尔辛基大学赫尔辛基生命科学研究所副教授Juha Huiskonen说道，“这项研究的动机是增加我们对病毒复制的基本认识，但是从长远来看，这可能有助于治疗病毒性疾病。” 这一突破性结果是利用低温电镜技术实现的。近年来，低温电镜技术彻底改变了结构生物学，即一个旨在理解生命分子如何在原子水平上发挥作用的生物学领域。 通过使用强大的电子显微镜，这些研究人员拍摄了高纯度病毒的成千上万张图像。这些图像随后经结合在一起形成三维结构模型，从而允许他们不仅能够观察构成病毒衣壳的蛋白，而且还能够首次追踪这种蛋白外壳内的核酸基因组。他们观察到病毒基因组形成一种液态晶体，即一种高度包装和有序的液态物质状态。 Huiskonen说道，“这种包装程度是非常显著的。举例来说，如果这种病毒有一个健身球那么大，病毒基因组是粗马尼拉绳，那么就需要这种健身球里就会塞进近70米长的粗马尼拉绳。”Huiskonen说。 为了允许病毒基因在在病毒衣壳的范围内表达，病毒基因组的流动性可能是需要的，但是病毒基因组在这个过程中如何不会缠结在一起仍然是一个悬而未决的问题。在后续的研究中，这些研究人员旨在解决这个问题。 论文共同作者、赫尔辛基大学生物与环境科学学院大学讲师Minna Poranen解释道，“病毒颗粒是一种分子机器，可以通过给它提供正确的化合物来加以启动。” Huiskonen补充道，“当病毒正在进行它们的工作时，能够在不同的状态下观察它们。通过这种方式，我们能够更好地了解这些迷人的纳米机器是如何发挥功能的。”
    165浏览量
    原文链接