封面讲述埃博拉病毒变形记：人类RNA真好用

这项新研究展示了埃博拉病毒的一种关键蛋白质VP40是如何利用人类细胞中的分子触发器将自己转变成不同的工具来完成不同的工作的。

　　

 

   

本期封面图片来自埃博拉病毒基质蛋白VP40的蝴蝶形状二聚体如何结合并在结构上转变形成VP40八聚体环的艺术表现。

图片由Christina Corbaci创作，在Cell Reports的许可下使用。

人类基因组包含制造数万种蛋白质的指令。每种蛋白质折叠成一种精确的形状——生物学家们被告知，特定的形状决定了蛋白质的既定功能。数以万计的奇异形状驱动着数以万计需要的功能。

在《细胞报告》(Cell Reports)的一项新研究中，拉霍亚免疫研究所(La Jolla Institute for Immunology，LJI)的研究人员展示了埃博拉病毒是如何找到一种不同的方式来完成任务的。病毒只编码8种蛋白质，但在其生命周期中需要数十种功能。这项新研究展示了埃博拉病毒的1种关键蛋白质VP40是如何利用人类细胞中的分子触发器将自己转变成不同的工具来完成不同的工作的。

“我们都被告知蛋白质具有a结构，”研究负责人之一、LJI教授、LJI传染病和疫苗研究中心成员Erica Ollmann Saphire博士说。“然而，埃博拉病毒的VP40蛋白会在不同的时间改变自己的结构，这取决于所需的功能。”

VP40是使埃博拉病毒具有独特的弦状形状的蛋白质。Saphire之前的研究表明VP40可以形成一个双分子蝴蝶形状的“二聚体”或一个八分子环状的“八聚体”。

当蛋白质从一种转变为另一种时，会发生戏剧性的重排。二聚体在物理上构建了新的病毒，这些病毒会从被感染的细胞中出现并释放出来。八聚体仅在受感染细胞内起控制作用，指导病毒生命周期的其他步骤。

这项新研究准确地揭示了引发这些结构变化的原因。研究人员发现，VP40感知并依赖于特定的人类mRNA来完成从二聚体到八聚体的转化。

Sapphire与Scripps研究的共同通讯作者Kristian Andersen博士合作，对细胞内VP40捕获和选择的RNA进行深度测序。VP40选择特定的序列，最常发现在人类mRNA的未翻译尾部。

Sapphire实验室博士后Hal Wasserman博士和共同第一作者Sara Landeras Bueno博士在试管中对纯化的VP40进行了研究，以了解二聚体到八聚体的转化过程。两人测试了许多RNA分子的组合，试图触发转化，发现富含鸟嘌呤和腺嘌呤碱基的特定人类mRNA序列，是驱动相同的构象变化的理想选择，在体外，他们看到的高分辨率结构的VP40。

“我们非常兴奋和惊讶地看到，触发这种变化的RNA来自宿主细胞而不是病毒，”landas Bueno说。“病毒劫持了宿主细胞——这是病毒像寄生虫一样行为的另一个例子。”

Sapphire说，“这项研究揭示了信息如何在基因组中编码的基本原理。当然，这是遗传密码，但埃博拉病毒也控制着VP40在其生命周期的不同阶段如何发挥作用。它（病毒）有一个额外的编程层。”

这项新研究也提供了进一步的证据，证明VP40是一个有希望的有效治疗靶点。由于埃博拉病毒在没有VP40的情况下无法传播，病毒不太可能获得让它“逃脱”抗体疗法的VP40突变。这个弱点让LJI团队认为VP40是埃博拉病毒的致命弱点。

Wasserman说:“VP40实现了对埃博拉病毒的复杂需求系统，所以我们不期望它有太大的改变。这意味着，如果我们可以专门攻击VP40，病毒就会束手无策。”

Wasserman说，八聚体的调节功能仍然有点神秘。八聚体对埃博拉病毒的生命周期至关重要，但要了解VP40结构是如何控制埃博拉病毒复制的，还需要做更多的工作。

Sapphire对研究其他病毒或生物是否具有与VP40相同的“结构可塑性”蛋白非常感兴趣。她说:“我一直想知道，这种功能在生物学中是否比我们想象的更普遍。”

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 原文检索：Cellular mRNA triggers structural transformation of Ebola virus matrix protein VP40 to its essential regulatory form