仅突变一个氨基酸的轮状病毒突变体，揭示病毒组装早期步骤

　　

轮状病毒，每年造成超过13万名五岁以下婴幼儿死亡。这种病毒在称为病毒基质（viroplasms）的病毒工厂里复制时会引起严重的脱水性腹泻。病毒基质很难研究，因为它们通常形成的很快。但一个偶然的观察导致贝勒医学院的研究人员发现了病毒基质形成的新步骤。

研究人员创造了一种变异轮状病毒，这种病毒的复制速度比原始病毒慢得多，使他们能够观察病毒组装的第一步。这一发现发表在《Journal of Virology》上，为治疗和预防这种病毒性疾病以及了解其他病毒的类似工厂是如何工作的开辟了新的可能性。

“病毒基质的形成对于轮状病毒的成功感染是必不可少的。它们在受感染的细胞内迅速形成，由与脂滴相互作用的病毒和细胞蛋白组成，但这些部分的组合细节仍不清楚，”第一作者Jeanette M.Criglar博士说，他在贝勒医学院Mary Estes博士实验室工作。

为了对病毒基质的形成有新的认识他们研究了病毒复制所必需的病毒蛋白之一，NSP2。没有它，病毒基质和新病毒都不会形成。

和所有蛋白质一样，NSP2是由氨基酸组成的，第313位氨基酸是丝氨酸。重要的是，丝氨酸313是磷酸化的。因此，研究人员评估了NSP2的丝氨酸313磷酸化对病毒基质形成的作用。

偶然的发现

利用最近开发的反向遗传学系统，Criglar和她的同事通过将丝氨酸转化为天冬氨酸，产生了一种携带NSP2蛋白的轮状病毒，该蛋白的氨基酸313发生了突变，这被称为拟磷突变（phosphomimetic mutation）。“拟磷蛋白”意味着突变蛋白模仿了原始轮状病毒中的磷酸化蛋白。反向遗传学从一种蛋白质开始，反向工作，产生突变基因，然后将其作为病毒的一部分，研究蛋白质对病毒行为的作用。

Criglar说：“在实验中，我们的拟磷突变蛋白在数小时内比原来的蛋白质结晶得更快，但令人惊讶的是，与非突变型轮状病毒相比，这种拟磷病毒制造病毒基质和复制速度却变慢了。”

“这不是我们所期望的。我们原本预测带有突变蛋白的轮状病毒复制速度也会更快，”Estes说。“我们利用病毒基质形成延迟的优势，观察到了很难研究的早期事件。”

早期步骤：NSP2和脂滴聚集在一起

研究人员发现，病毒基质形成的第一步是NSP2与脂滴的结合，这表明仅在313位点磷酸化的NSP2可以与脂滴相互作用，而不与病毒基质的其他成分相互作用。

脂滴是病毒基质的重要组成部分。我们知道轮状病毒诱使受感染的细胞产生液滴，但其作用机制尚不清楚。新的发现表明轮状病毒可能利用磷酸化NSP2来触发脂滴的形成。

Criglar说：“看到仅仅改变NSP2蛋白中的一个氨基酸就影响了整个病毒的复制，这非常令人兴奋。磷酸化蛋白突变改变了病毒复制的动态，而没有杀死病毒。我们可以利用这种突变的轮状病毒继续研究导致病毒基质形成的事件序列，包括细胞生物学中一个长期存在的关于脂质滴形成方式的问题。”

Estes说：“这是我们实验室首次使用Kanai和日本同事开发的轮状病毒反向遗传学系统进行研究，这让我非常兴奋。很少有论文用这个系统来问生物问题，我们的论文就是其中之一。”

原文检索：A genetically engineered rotavirus NSP2 phosphorylation mutant impaired in viroplasm formation and replication shows an early interaction between vNSP2 and cellular lipid droplets

（生物通：伍松）