《Nipah病毒融合蛋白中的细胞质基序调节病毒颗粒组装和流出》

  • 来源专题:新发突发疾病(新型冠状病毒肺炎)
  • 编译者: 张玢
  • 发布时间:2018-08-31
  • 尼帕病毒(NiV)是一种Henipavirus属中他副粘病毒。人类的死亡率约为75%。虽然已经有几项研究开始了解NiV颗粒的形成,但这一过程的机制仍有待完全阐明。对于许多副粘病毒,M蛋白驱动病毒组装和流出口,然而,据报道,一些副粘病毒糖蛋白在出芽时是重要的或必需的。对于NiV,基质蛋白(M),融合糖蛋白(F)和附着糖蛋白(G)在很小程度上自发地诱导病毒样颗粒(VLP)的形成。然而,这些蛋白质在组装和出口期间的功能性相互作用仍有待完全理解。此外,如果通过与宿主细胞机制的相互作用发生F-驱动的VLP形成,则F的细胞质尾(CT)可能是相互作用的结构域。因此,分析了NiV F CT缺失和丙氨酸突变体,并报告了F CT的几个但不是所有区域对于有效VLP形成是必需的。这些区域中的两个含有YXXØ或二酪氨酸基序,这些基序先前显示与F胞吞作用和转运中涉及的细胞机器相互作用。重要的是,结果显示F驱动,M驱动和M / F驱动的病毒颗粒形成增强了G向VLP的募集。通过鉴定对VLP形成重要的关键基序,特定残基和功能性病毒蛋白相互作用,该研究提高了对病毒组装/流出过程的理解,并指出了与宿主细胞机制的潜在相互作用。

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  • 《Cell | 在宿主细胞中可视化蓝舌病毒RNA基因组与衣壳蛋白的组装过程》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-04-18
    • 2024年4月12日,加州大学洛杉矶分校周正洪团队在Cell上发表题为RNA genome packaging and capsid assembly of bluetongue virus visualized in host cells的论文,利用cryo-EM和cryo-ET等多种方法探究dsRNA病毒BTV在宿主细胞内复制组装的的机理。 该研究团队多年来一直以蓝舌病毒(bluetongue virus,BTV)为模式系统来研究dsRNA病毒的生命周期。蓝舌病毒是无囊膜双链RNA病毒的一个典型代表,其能够感染牛、羊、鹿等动物而引起严重的传染性疾病蓝舌病,致死率超过90%。BTV病毒颗粒由三层衣壳蛋白包裹着10段双链RNA基因组构成。内层蛋白为VP3,中间层为VP7,外层为膜穿孔蛋白VP5和受体结合蛋白VP2。10段基因组首先以ssRNA的形式包装进衣壳内然后复制成为dsRNA,这个过程极为复杂,一直都是领域内悬而未解的难题之一。BTV病毒组装的研究难点在于病毒具有多层复杂结构,组装过程高度动态,其中间状态难以捕捉。 继2021年在Nature Microbiology发文阐明BTV病毒在低pH条件入侵宿主细胞的机理后,研究团队紧接着利用聚焦离子束减薄(cryo-FIB)和冷冻电子断层成像(cryo-ET)相结合的技术来探究病毒在宿主细胞内复制组装过程的原位信息(图1)。在这个流程中,首先在冷冻电镜载网上培养宿主细胞然后用BTV病毒感染。感染的宿主细胞通过cryo-FIB切割减薄为厚度大约200 nm的细胞薄层然后收集cryo-ET原位数据以分析宿主细胞内病毒的各种状态。进一步通过亚断层平均分析捕获了多种病毒组装的中间状态,包括单层的pre-subcore,双层的core,三层的pre-virion和virion等。其中pre-subcore是此研究中首次发现的一个状态,它属于病毒组装的早期中间体,对于理解病毒基因组包装至关重要。 在此基础上,通过结合单颗粒分析、体外重组和突变体的生化细胞功能验证,研究者们一共解析了11个病毒基因组包装和衣壳组装的中间体。之前的研究表明病毒蛋白VP6对于BTV基因组RNA的组装至关重要,在VP6突变株中,病毒组装的衣壳都是空心的,不含RNA。在以上解析的11个中间体中,pre-subcore是一个5次轴处有内陷的VP3组成的单层颗粒,内部含有部分RNA密度。之前未知的VP6蛋白以五聚体的形式结合在VP3下方,具有RNA结合功能,可以将基因组ssRNA从衣壳外部通过5次轴通道运送到衣壳内部。而体外生化实验表明ssRNA又能反过来促进衣壳蛋白的组装。这些研究揭示了BTV组装过程同时具有ssRNA病毒衣壳蛋白和基因组共组装的特性和dsDNA病毒衣壳蛋白预组装的特性,统一了先前相互矛盾的模型。在10段ssRNA基因组相互作用同时被包裹进衣壳后,由RNA聚合酶VP1复制成为dsRNA,此过程中内陷的VP3向外扩张成为球形,紧接着中间层和外层蛋白依次组装形成一个完整的病毒颗粒并释放到细胞外。 综上,该研究结合多项技术同时探究dsRNA病毒在宿主细胞内复制组装的机理,提出了BTV病毒组装的“二重性”模型,为其他类型病毒的研究提供了参照,也为相应抗病毒疫苗和药物的开发提供可宝贵的科学依据。
  • 《埃博拉病毒蛋白VP40和GP1,2与BST2协同作用以激活独立于病毒样颗粒捕获的NF-κB》

    • 来源专题:新发突发疾病(新型冠状病毒肺炎)
    • 编译者:张玢
    • 发布时间:2017-11-16
    • BST2是一种对病毒感染有双重功能的宿主蛋白,它在感染细胞的质膜上捕获新组装的包膜病毒颗粒,并诱导NF-κB活性,特别是在逆转录病毒装配的情况下。研究检查了埃博拉病毒蛋白是否影响BST2介导的NF-κB的诱导。埃博拉病毒基质蛋白VP40和包膜糖蛋白GP分别与BST2协同诱导NF-κB活性,当三种蛋白均表达时,其活性最高。与人类免疫缺陷病毒1型Vpu蛋白不同,它能够拮抗病毒颗粒的包埋和BST2对NF-κB的激活,即使它能够拮抗病毒样颗粒的包裹,埃博拉病毒GP也不能抑制NF-κB信号。来自雷斯顿埃博拉病毒(Reston ebolavirus,一种非致病性物种)的GP显示与来自扎伊尔埃博拉病毒(一种高致病性物种)的GP的表型相似,就NF-κB的活化和病毒粒子包埋的拮抗而言。虽然埃博拉病毒VP40和GP都能独立于BST2激活NF-κB,但VP40是更有效的激活剂。埃博拉病毒蛋白单独或与BST2一起激活NF-κB需要经典的NF-κB信号传导途径。从机制上看,GP、VP40和BST2激活的最大NF-κB需要BST2二聚化所需的胞外域半胱氨酸,BST2四聚化残基L70和潜在的半-ITAM基序的Y6在BST2的胞质结构域中。具有糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定信号缺失的BST2(其不在细胞膜上表达并且不能够截留病毒粒子)与埃博拉病毒蛋白一起活化NF-κB至少与野生型BST2一样有效。 GPI锚突变体的信号传递也取决于BST2的Y6。在埃博拉病毒的情况下,BST2对NF-κB的激活与病毒粒子包埋无关。尽管如此,BST2可能在埃博拉病毒感染期间诱导或放大促炎信号传导,潜在地促成了作为埃博拉病毒病标志的细胞因子应答失调。