最新PLoS文章：病毒体外复制机制

　　

生物通报道：来自日本国立感染症研究所艾滋病研究中心等处的研究人员通过比较丙型肝炎病毒（HCV）三株病毒RNA聚合酶的结构与生化特性等差异，发现了丙型肝炎病毒体外复制机制。这一研究成果公布在《Plos pathogens》杂志上。

领导这一研究的是日本国立感染症研究所艾滋病研究中心Tetsuya Toyoda教授，这项研究由由丰田哲也研究组的研究人员与日本国立感染症研究室的Takaji Wakita研究室共同完成。Tetsuya Toyoda教授早年毕业于日本名古屋大学，主要的研究方向是病毒复制机制，他认为理解病毒复制机制对于控制病毒性疾病来讲是一个必须的工作。

病毒RNA多聚酶（RdRp）是一种只能由RNA编码的独特的酶，在病毒RNA基因组转录和复制过程中起非常关键的作用，由于体外感染系统模型有限，丙型肝炎病毒（HCV）领域的科学研究进展受到限制。到目前为止，只有JFH1（2a）株病毒可以在体外培养的Huh7细胞中复制并产生具有感染性的病毒。

在这篇文章中，研究人员首先比较了JFH1，HCR6（1b）和J6CF（2a）三株病毒RNA聚合酶的结构与生化特性等差异，并找到了能激活HCR6和J6CF聚合酶活性的JFH1特异性的氨基酸位点。在含有JFH1 N3H和3’ UTR区域时，在J6CF的RNA聚合酶中引入A450S，R517K和Y561F三个突变就可以使J6CF基因组在培养的细胞中复制并产生子代病毒粒子。研究人员在深入分析了其机制后，发现Y561F位于NS5B的编码区5BSL3.2（CRE）内，突变后，使得CRE和3’XSL2之间的配对区域延伸了。随后，经过分析比较了HCV病毒RNA基因组的3’UTR结构，发现JFH1的polyU/UC比J6CF的短，更有利于病毒在体外的高效复制。此外，位于JFH1 3’UTR可变区的9458G是形成RNA复制所需要的特定RNA结构所必不可少的。

除此之外，研究人员分析了HCV基因组复制，子代病毒的活性和N5BX结构之间的关系。发现JFH1的NSH具有较高的聚合酶活性，增强了的RNA二级结构配对和最适合的3’UTR RNA结构是J6CF在体外细胞中复制所必不可少的，即HCV病毒在体外的高效复制需要较高的RNA聚合酶活性和特异性的RNA结构。

近期Science杂志也发表了两项丙肝研究成果，一项是研究人员利用新的电脑模型揭示了病毒是如何变得耐药的，当新的耐药菌（如那些引起呼吸道感染的细菌、HIV/AIDS、结核病以及疟疾）给主要的药物治疗带来阻碍时，这些发现可能会被证明是有用的。抗菌素的耐药性是一个在全球范围内迅速发展的问题。 许多曾经可治愈的传染性疾病正变得越来越难治疗。这种影响也波及到医疗卫生部门，因为感染了耐药菌的人可能需要更长的住院时间，并常常需要更为复杂而且昂贵的治疗。

另外一项是研究人员通过试管试验合成的一种蛋白质能够生成阻止丙肝病毒聚集或复制的化合物，从而破坏丙肝病毒的复制能力。这种阻断丙型肝炎病毒复制的方法有可能为治疗丙肝找到新途径。这种人工合成的蛋白质通过干扰病毒特有的机制来发挥作用，据此开发出的新药物可能对人体的毒性较小。不过研究人员还表示，他们的研究还处在初级阶段，距临床试验还有一段距离。

（生物通：万纹）

原文摘要：

RNA Polymerase Activity and Specific RNA Structure Are Required for Efficient HCV Replication in Cultured Cellspathogens

We have previously reported that the NS3 helicase (N3H) and NS5B-to-3′X (N5BX) regions are important for the efficient replication of hepatitis C virus (HCV) strain JFH-1 and viral production in HuH-7 cells. In the current study, we investigated the relationships between HCV genome replication, virus production, and the structure of N5BX. We found that the Q377R, A450S, S455N, R517K, and Y561F mutations in the NS5B region resulted in up-regulation of J6CF NS5B polymerase activity in vitro. However, the activation effects of these mutations on viral RNA replication and virus production with JFH-1 N3H appeared to differ. In the presence of the N3H region and 3′ untranslated region (UTR) of JFH-1, A450S, R517K, and Y561F together were sufficient to confer HCV genome replication activity and virus production ability to J6CF in cultured cells. Y561F was also involved in the kissing-loop interaction between SL3.2 in the NS5B region and SL2 in the 3′X region. We next analyzed the 3′ structure of HCV genome RNA. The shorter polyU/UC tracts of JFH-1 resulted in more efficient RNA replication than J6CF. Furthermore, 9458G in the JFH-1 variable region (VR) was responsible for RNA replication activity because of its RNA structures. In conclusion, N3H, high polymerase activity, enhanced kissing-loop interactions, and optimal viral RNA structure in the 3′UTR were required for J6CF replication in cultured cells.

作者简介：

Tetsuya Toyoda
医学博士、研究员

教育
1987年:日本名古屋大学医学部研究生院
1982年:日本名古屋大学医学部

学术成就
2005－至今:中国科学院上海巴斯德研究所病毒基因组调节研究组长
2003- 2005:爱知医科大学客座教授
东京都临床医学综合研究所微生物和细胞生物学部访问学者
1995- 2003:久留米大学医学部病毒研究部教授和主席
1995- 2003:国立遗传学研究所分子遗传学部助理教授(Dr. A. shihama)
1991- 1992:美国国家卫生研究院儿童卫生与人类研究部博士后（(Dr.A. Wolffe)
1988- 1991:美国哈佛大学医学院解剖学部博士后 (Dr. T. Kirchhausen)
1987- 1992:日本名古屋大学医学部附属病态治愈研究所分子病理部研究助理(Dr. Y. Nagai)
执照
2001:传染病控制医生，日本
1982 :医师，日本

研究方向

理解病毒复制机制对于控制病毒性疾病来讲是一个必须的工作。病毒RNA多聚酶（RdRp）是一种只能由RNA编码的独特的酶，在病毒RNA基因组转录和复制过程中起非常关键的作用。有三种类型的RNA基因组和RNA多聚酶（RdRp），正链，负链和双链RNA。病毒RdRp可以作为控制病毒的广义和特异性着眼点。我们研究病毒RdRp的策略是通过表达和纯化多聚酶的cDNA，利用体外重组酶复合体分析它们的生物学特性。利用我们组构建的杆状病毒细胞悬浮培养表达系统可以使RdRp很好的发挥活性。我们将继续研究A型流感病毒和丙肝病毒的RdRp，并且我们还将目标扩展到高致病性禽流感病毒，SARS病毒，日本脑炎，轮状病毒等领域。