《水生所揭示鱼类病毒与宿主免疫因子相互博弈影响病毒复制的新机制》

  • 来源专题:转基因生物新品种培育
  • 编译者: 姜丽华
  • 发布时间:2022-12-13
  •        病毒感染性疾病已给人类健康及生活造成严重威胁。水产养殖动物病毒性疾病的爆发及传播给我国水产养殖业带来巨大经济损失。病毒在感染过程中,与宿主细胞的博弈始终存在,此消彼涨。病毒侵染宿主细胞后,宿主的模式识别受体识别病毒的病原相关分子模式。宿主激活抗病毒天然免疫反应,通过诱导抗病毒相关基因的表达从而抑制病毒的复制和感染。同时,病毒也进化出多种机制拮抗或逃逸宿主的抗病毒免疫反应。草鱼呼肠孤病毒GCRV是迄今分离的水生动物病毒致病性最强的双链RNA病毒。

      中国科学院水生生物研究所研究员昌鸣先研究团队以GCRV为研究模型,揭示GCRV非结构蛋白NS80和NS38通过靶向视黄酸诱导基因-I样受体所介导的抗病毒信号通路逃逸宿主抗病毒免疫反应的分子机制(图1)。研究发现,NS80通过与TBK1和TRAF3的互作减少TBK1-TRAF3功能复合体的形成;而NS38通过与TBK1和IRF3的互作减少TBK1-IRF3功能复合体的形成。此外,NS80和NS38能诱骗TBK1和IRF3进入位于胞浆的病毒包涵体,进而减少IRF3的入核,核内IRF3的减少抑制了干扰素和干扰素诱导蛋白的产生,从而逃逸宿主抗病毒免疫反应。相关研究成果发表在Journal of Immunology上 (2022,208:707-719)。

      在此基础上,科研团队揭示被GCRV挟持至胞浆病毒包涵体内的草鱼TBK1,通过选择性剪接,产生短型的剪接异构体TBK1_tv3。草鱼TBK1正常形式在高感染复数下抑制GCRV复制,而在低感染复数下促进GCRV复制。而科研人员研究发现草鱼TBK1的剪接异构体TBK1_tv3无论是在高感染复数还是在低感染复数下,均能显著抑制GCRV的感染与复制。进一步研究发现,草鱼TBK1_tv3存在自身泛素化,能通过泛素-蛋白酶体途径降解GCRV非结构蛋白NS80和NS38,进而通过抑制病毒包涵体的产生以抗GCRV感染。近期,该研究结果发表在Journal of Immunology上。

      上述研究揭示了GCRV与宿主蛋白的相互博弈,GCRV非结构蛋白能挟持宿主TBK1正常形式逃逸宿主免疫反应,而宿主则通过选择性剪接产生TBK1_tv3异构体来降解GCRV非结构蛋白。

      研究工作得到中国科学院战略先导科技专项、国家自然科学基金和国家重点研发计划等的支持。

  • 原文来源:https://www.cas.cn/syky/202212/t20221202_4856918.shtml
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    • 近日,一篇发表在国际杂志Nature Structural & Molecular Biology上的研究报告中,来自苏黎世联邦理工学院等机构的科学家们通过研究揭示了冠状病毒操控人类细胞完成病毒自身复制的新型分子机制;相关研究结果或有望帮助开发抵御冠状病毒感染的新型药物和疫苗。 与海盗劫持船只一样,病毒会控制所感染的细胞,因为每个病毒依赖于细胞中的资源和分子机器来进行复制,而这同样也适用于引发COVID-19的SARS-CoV-2;这项研究中,研究人员发现了一种新型机制,该机制能使得冠状病毒更倾向于生成自身的蛋白质而不是细胞自身所需的蛋白质,同时这种机制还会导致细胞大量减少自身蛋白的合成,而几乎只产生病毒蛋白质,这不仅会促进新病毒的产生,还会抑制宿主机体抵御冠状病毒感染的免疫反应。 在SARS-CoV-2感染期间当病毒进入到宿主细胞后,病毒蛋白NSP1就会作为首批病毒蛋白被生产,通过对其它冠状病毒的研究发现,NSP1会抑制细胞自身蛋白质的产生,然而目前研究人员并不清楚其具体过程到底是如何发生的;本文中,研究者揭示了NSP1抑制细胞蛋白产生的机制。 核糖体是能够帮助蛋白质产生的细胞机器,其能够读取mRNA的信息并按照相应的顺序组装合成氨基酸,在阅读过程中,mRNA会通过核糖体上的一个通道,研究者表示,NSP1能与该通道结合从而阻断核糖体发挥作用,利用低温电镜技术,研究人员就能在原子分辨率下揭示NSP1在核糖体上的结合位点,而且详细的图像也能够为研究者提供重要的信息,帮助后期开发潜在抑制NSP1结合同时还不干预核糖体功能的新型药物,如果NSP1不再与核糖体相互作用的话,其就会激活宿主机体的细胞防御系统从而阻断病毒的复制过程。 通过进行生化和细胞实验,研究人员表示,单单NSP1就足以抑制蛋白质的产生,基于NPS1结合模式的详细图谱信息,研究人员就能制造出修饰化的失去抑制效应的NSP1突变体,携带NSP1失活突变体的SARS-CoV-2或许就能潜在被中和,从而就无法诱发重症疾病的发生,而诸如此类减毒病毒也能被潜在用来开发新型疫苗。 此外,研究人员还非常感兴趣研究为何尽管NPS1能够抑制核糖体的功能,病毒的蛋白仍然会大量产生,他们发现,与细胞mRNAs相比,病毒的RNA具有独特的特性以便于核糖体能够对其有效阅读,而通过NSP1阻断核糖体的功能,功能性的核糖体就会变得稀缺,同时病毒的RNA也会制造细胞中近乎一半的RNA;在这种情况下,与细胞自身的mRNAs相比,病毒的RNA就更倾向于被功能性的核糖体所读取。